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TESE DE DOUTORADO EM RECURSOS NATURAIS
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Processos Ambientais
TÍTULO: EFICIÊNCIA DE USO DA ÁGUA E
RENTABILIDADE DA CULTURA DA
MAMONA IRRIGADA
AUTOR: JOSÉ MARCELO DIAS
JOSÉ MARCELO DIAS
EFICIÊNCIA DE USO DA ÁGUA E RENTABILIDADE DA CULTURA DA
MAMONA IRRIGADA
ORIENTADORES
Dr. PEDRO VIEIRA DE AZEVEDO
Dr. NAPOLEÃO ESBERARD DE MACÊDO BELTRÃO
Campina Grande – Paraíba
Fevereiro – 2009
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS NATURAIS
EFICIÊNCIA DE USO DA ÁGUA E RENTABILIDADE DA CULTURA DA
MAMONA IRRIGADA
JOSÉ MARCELO DIAS
Tese apresentada ao Programa de PósGraduação
em
Recursos
Naturais
da
Universidade Federal de Campina Grande,
em
cumprimento
às
exigências
obtenção do grau de Doutor
Área de Concentração: Processos Ambientais
Linha de Pesquisa: Transferência de Calor e Massa na Biosfera
Orientadores: Dr. Pedro Vieira de Azevedo
Dr. Napoleão Esberard de Macêdo Beltrão
CAMPINA GRANDE – PARAÍBA
Fevereiro – 2009
para
A meus pais Antônio Dias e Agripina Pessoa
(in memoriam) por terem sido o meu exemplo
de vida e por terem me ensinado o caminho
de uma vida honrada.
MINHA HOMENAGEM
A minha esposa Ivana, meus filhos
Mariana, Maria Celina e Miguel Antônio.
Com amor e afeto.
OFEREÇO E DEDICO
AGRADECIMENTOS
A Deus, pela infinita bondade...
Ao professor Dr. Pedro Vieira de Azevedo e ao pesquisador da EMBRAPA
Algodão Dr. Napoleão Esberard de Macedo Beltrão, pelo incentivo, dedicação e
empenho na orientação.
Ao pesquisador da EMBRAPA Algodão Dr. José Renato Cortez Bezerra, pela
valiosa contribuição em todas as etapas deste trabalho, incentivo, ensinamentos e
amizade. Muito obrigado.
Ao professor Dr. Bernardo Barbosa da Silva, do Departamento de Ciências
Atmosféricas da UFCG, que contribuiu substancialmente para o sucesso das
atividades desenvolvidas durante a etapa experimental do estudo e pelos
relevantes ensinamentos.
À Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA/Algodão) por
contribuir de forma bastante expressiva através de seus recursos humanos e bens
materiais, imprescindíveis para a realização deste trabalho.
À Chefia da EMBRAPA Algodão, na pessoa do Dr. Robério Ferreira dos Santos e
de seus adjuntos: Dr. José Renato Cortez Bezerra, Dr. Napoleão Esberard de
Macedo Beltrão e Dra. Maria Auxiliadora Lemos Barros pelo apoio incondicional e
pela disposição em ajudar durante todos os momentos.
Ao Dr. José Wellington dos Santos, pesquisador da EMBRAPA Algodão pelas
análises estatísticas e pelas valorosas sugestões.
À Jeane Jerônimo (Jane), estatística e doutoranda em Engenharia Agrícola e a
Aninha pela grande contribuição na elaboração final deste trabalho e/ou apoio
dispensado.
ii
Aos funcionários da Embrapa Algodão em Barbalha, CE: Tarcísio, Vidal, Gildo,
Ramon, José Rodrigues, José Nilson, Célio e Everaldo por toda contribuição, na
forma de sugestões e/ou condução dos trabalhos de campo e, também; pela
amizade e saudável convivência.
Às funcionárias do Laboratório Multidisciplinar da Embrapa Algodão Adeilva (Diva)
e Edjane, pelo grande empenho nas análises de óleo e outras realizadas.
Aos funcionários da Biblioteca da Embrapa Algodão Elizabete Serrano, Lusimar,
Graça, Renato Wagner e Elizabete, pela ajuda na busca e localização de material
bibliográfico.
Aos colegas doutorandos em Engenharia Agrícola Sérvulo Mercier e Eliezer
Siqueira pela troca de experiências, saudável convivência e amizade.
Aos colegas da EMBRAPA Algodão Antonio Tampa, Cobel, Wilson Taveira
Socorro Alves e Flávio pela grande colaboração e amizade.
À minha família, representada pela minha esposa Ivana e pelos nossos filhos
Mariana (12), Maria Celina (3) e Miguel Antônio (2) por existirem, entederem meu
propósito e/ou pela compreeensão diante da necessidade da minha ausência.
À minha família e parentes, representados pelos meus pais Antônio Dias e
Agripina (in memoriam); meus irmãos Gilberto, Gilvan (in memoriam), Josinaldo,
Josiberto, Marluce e Socorro; meus tios, primos e sobrinhos, pelo apoio,
compreensão, convivência e incentivo em toda minha vida.
Finalmente, meus sinceros e profundos agradecimentos a todos aqueles que
direta ou indiretamente contribuíram para realização deste estudo.
iii
SUMÁRIO
Lista de Figuras...........................................................................................
vi
Lista de Tabelas..........................................................................................
ix
Resumo.......................................................................................................
xii
Abstract.......................................................................................................
xiii
1.
INTRODUÇÃO....................................................................................
1
2.
REVISÃO DE LITERATURA............................ ..................................
4
2.1. A cultura da mamona – Aspectos gerais......................................
4
2.1.1. Origem e distribuição geográfica...............................................
4
2.1.2. Botânica, morfologia e fisiologia................................................
5
2.1.3. Clima e meio ambiente..............................................................
8
2.1.4. Principais produtores e perfil de produção................................
10
2.1.5. Importância econômica, produtos e co-produtos......................
12
2.2. Aspectos da irrigação e da cultura irrigada..................................
14
2.3. Medições e estimativas da evapotranspiração.............................
18
2.3.1. Medições da evapotranspiração................................................
21
2.3.2. Estimativa da evapotranspiração..............................................
21
2.4. Necessidades hídricas das culturas.............................................
22
2.4.1. Balanço de energia com base na razão de Bowen...................
24
2.4.2. Coeficiente de cultivo (Kc).........................................................
28
2.4.3. Eficiência de uso de água.........................................................
30
2.5. Análise de crescimento................................................................
31
2.5.1. Analise de crescimento destrutiva.............................................
34
2.5.2. Analise de crescimento não destrutivo......................................
35
2.6. Partição de Assimilados...............................................................
35
2.7. Eficiência econômica da cultura...................................................
36
MATERIAL E MÉTODOS....................................................................
38
3.1. Cultura e área experimental.........................................................
38
3.2. Caracterização do clima...............................................................
39
3.3. Caracterização do solo.................................................................
40
3.4. Etapas do estudo..........................................................................
42
3.5. Experimento 1..............................................................................
43
3.5.1. Eficiência de uso de água.........................................................
44
3.
iv
3.5.2. Instalação do sistema de irrigação............................................
45
3.5.3. Linha Central de Aspersores.....................................................
45
3.5.4. Consumo hídrico da mamoneira BRS Energia..........................
46
3.5.5. Balanço de energia baseado na razão de Bowen.....................
46
3.5.6. Sistemática de coleta de dados e instrumentação....................
48
3.5.7. Evapotranspiração de referência (ETo).....................................
49
3.5.8. Coeficiente de cultura – Kc........................................................
49
3.5.9. Análise de crescimento.............................................................
50
3.6. Experimento 2..............................................................................
51
3.6.1. Rendimento de grãos e de óleo................................................
52
3.6.2. Percentagem de óleo das sementes.........................................
52
3.6.3. Altura de inserção do primeiro cacho (AIPC)............................
52
3.6.4. Altura de plantas e diâmetro caulinar........................................
52
3.6.5. Comprimento do primeiro cacho ..............................................
52
3.6.6. Número de cachos por planta e número de frutos por cacho...
53
3.6.7. Peso de 100 sementes (g)........................................................
53
3.6.8. Análise estatística......................................................................
53
3.7. Experimento 3..............................................................................
53
3.8 - Eficiência econômica da mamoneira, cultivar BRS Energia.......
56
RESULTADOS E DISCUSSÃO...........................................................
59
4.1 - EXPERIMENTO 1 - 2005/2006...................................................
59
4.1.1. Condições climáticas e irrigações.............................................
59
4.1.2. Fenologia da mamoneira, cultivar BRS Energia........................
63
4.1.3. Evapotranspiração da cultura....................................................
65
4.1.4. Coeficiente de Cultura...............................................................
70
4.1.5. Dados de crescimento e rendimento da cultura........................
72
4.1.6. Eficiência de uso de água pela mamoneira...............................
73
4.2. EXPERIMENTO 2 – 2005............................................................
75
4.3. EXPERIMENTO 03 – 2006..........................................................
86
4.4. ANÁLISE ECONÔMICA...............................................................
104
5.
CONCLUSÕES..................................................................................
103
6.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................
105
4.
v
LISTA DE FIGURAS
Fig.
EXPERIMENTO 01 a 03
Página
3.1
Vista do Experimento 1 em áreas de 1 hectare em 2005 (E) e
2006 (D) com detalhe para o sistema de irrigação por aspersão,
Barbalha-CE. .................................................................................. 44
3.2
Detalhe da parcela do experimento 1 realizado nos anos 2005 e
2006. Barbalha – CE. ..................................................................... 44
3.3
Detalhe da torre micrometeorológica com o sistema de aquisição
de dados (E) e do módulo de armazenamento (D). Barbalha, CE,
2005. .............................................................................................. 49
3.4
Experimento 2 detalhando a linha central de aspersores, área
experimental (E) e disposição das parcelas na área (D).
Barbalha, CE, 2005. ....................................................................... 51
3.5
Detalhe da área do Experimento 3 aos 46 dias após emergência
(E) e da disposição das parcelas na área (D). Barbalha, CE,
2006. .............................................................................................. 54
3.6
Experimento 3 aos 82 dias após emergência, detalhando a área
com maior lâmina (E) e menor lâmina de água aplicada (D).
Barbalha, CE, 2006. .......................................................................
54
Valores diários de temperaturas máximas, médias e mínimas do
ar para os anos de 2005 (A) e 2006 (B). Barbalha, CE. ................
60
4.1
4.2
Variação estacional da radiação solar global (a) e da umidade
relativa do ar (b) no ano de 2005 para o município de Barbalha,
CE. ................................................................................................. 61
4.3
Variação estacional da velocidade do vento no ano de 2005 para
o município de Barbalha, CE. ......................................................... 62
4.4
Variação estacional evapotranspiração de referência no ano de
2005 para o município de Barbalha, CE. ....................................... 63
4.5
Evolução estacional da evapotranspiração diária da mamoneira
BRS Energia, obtida pela razão de Bowen, para Barbalha CE,
2005. .............................................................................................. 65
4.6
Evolução estacional da evapotranspiração diária da mamoneira
BRS Energia, obtida pela razão de Bowen, para Barbalha CE,
2006. .............................................................................................. 66
4.7
Coeficiente de cultivo da mamoneira BRS Energia. Barbalha –
CE. 2005. ....................................................................................... 70
vi
Fig.
4.8.
EXPERIMENTO 02
Página
Rendimento em grãos da mamoneira precoce em função da
aplicação de diferentes lâminas de água de irrigação. Barbalha –
CE, 2005. ....................................................................................... 75
4.9.
Rendimento de óleo da mamoneira precoce cv. BRS Energia em
função da aplicação de diferentes lâminas de água de irrigação.
Barbalha CE, 2005. ........................................................................ 76
4.10
Altura de inserção do primeiro cacho da mamoneira precoce cv.
BRS Energia em função de diferentes lâminas de água. Barbalha
CE, 2005. ....................................................................................... 78
4.11
Altura de plantas de mamoneira precoce cv. BRS Energia em
função de diferentes lâminas de água. Barbalha CE, 2005. .......... 80
4.12
EXPERIMENTO 03
Rendimento da mamoneira precoce aos 125 DAE, em função da
aplicação de diferentes quantidades de água. Barbalha CE,
2006. .............................................................................................. 86
4.13
Número de internódios até primeiro cacho da mamoneira precoce
aos 125 DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades
de água. Barbalha CE, 2006. ......................................................... 88
4.14
Altura de inserção do primeiro cacho da mamoneira precoce aos
125 DAE, em função da aplicação de diferentes lâminas de água.
Barbalha CE, 2006. ........................................................................ 90
4.15
Comprimento do primeiro cacho da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de água.
Barbalha – CE, 2006. ..................................................................... 91
4.16
Comprimento do segundo cacho da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de água.
Barbalha CE, 2006. ........................................................................ 92
4.17
Número de cachos por planta da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de água.
Barbalha CE, 2006. ........................................................................ 94
4.18
Número de frutos no primeiro cacho da mamoneira precoce aos
125 DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de
água. Barbalha CE, 2006. .............................................................. 94
4.19
Número de frutos no segundo cacho da mamoneira precoce aos
125 DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de
água. Barbalha CE, 2006. .............................................................. 95
vii
4.20
Curvas ajustadas de altura média de plantas, da mamoneira
cultivar BRS Energia, submetida a diferentes lâminas de
irrigação. Barbalha, CE, 2006. ....................................................... 96
4.21
Curvas ajustadas do diâmetro caulinar de plantas, da mamoneira
cultivar BRS Energia, submetida a diferentes lâminas de
irrigação. Barbalha, CE, 2006. ....................................................... 98
viii
LISTA DE TABELAS
Tab.
Pág.
3.1 Principais características da variedade BRS Energia. ...................... 39
3.2
3.3
3.4
3.5
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Valores médios mensais das normais climatológicas, Barbalha,
CE, 1961 – 1990. ..............................................................................
40
Analise textural e caracterização físico-hídrica do solo da área 10B
da Estação Experimental da EMBRAPA no ano de 2005 –
Barbalha, CE. ....................................................................................
41
Analise textural e caracterização físico-hídrica do solo da área 10A
da Estação Experimental da EMBRAPA no ano de 2006 –
Barbalha, CE. ....................................................................................
41
Características químicas dos solos da Estação Experimental da
EMBRAPA, áreas 10B e 10A, na profundidade de 0-20 cm nos
anos 2005 e 2006. Barbalha - CE. ....................................................
42
EXPERIMENTO 01
Fases fenológicas da mamoneira, cultivar BRS Energia, no período
de 02 de setembro a 16 de dezembro de 2005, Barbalha CE. ........
64
Fases fenológicas da mamoneira, cultivar BRS Energia, no período
de 24 de agosto a 09 de dezembro de 2006, Barbalha CE. .............
64
Valores médios da evapotranspiração (ETc) da mamoneira,
cultivar BRS Energia em suas diversas fases fenológicas, no
período de 02 de setembro a 16 de dezembro de 2005, Barbalha,
CE. ....................................................................................................
68
Valores médios da evapotranspiração (ETc) da mamoneira,
cultivar BRS Energia em suas diversas fases fenológicas, no
período de 24 de agosto a 09 de dezembro de 2006, Barbalha,
CE. . ..................................................................................................
68
Rendimento médio de grãos e percentagem de óleo para a cultura
da mamona precoce irrigada nos anos de 2005 e 2006 em
Barbalha, CE. . ..................................................................................
71
Altura média de plantas e diâmetro caulinar para a cultura da
mamona irrigada aos 100 dias após emergência (DAE) nos anos
de 2005 e 2006 em Barbalha, CE. ....................................................
71
Valores dos componentes da produção número de cachos por
planta (CPP), número de frutos por cacho (NFC) e peso de 100
sementes (Kg) para a cultura da mamona nos anos de 2005 e
2006 em Barbalha, CE. .....................................................................
71
ix
4.8
Eficiência de uso de água (EUA) da mamoneira precoce irrigada
cv. BRS Energia para os anos de 2005 e 2006 em Barbalha – CE.
72
EXPERIMENTO 02
Resumos das análises das variâncias para rendimento de grãos,
rendimento de óleo (R.ÓLEO), percentagem de óleo e altura de
inserção do primeiro cacho (AIPC). Barbalha, CE, 2005. .................
74
4.10 Valores de quadrado médio da análise de regressão para as
variáveis rendimento de grãos e rendimento de óleo (R ÓLEO).
Barbalha - CE, 2005. ........................................................................
74
4.11 Resumos das análise de variância para altura de plantas, diâmetro
caulinar e comprimento do primeiro cacho (CCACHO). Barbalha CE, 2005. ..........................................................................................
79
4.12 Valores de quadrado médio da análise de regressão para as
variáveis altura de inserção do primeiro cacho (AIPC) e altura de
plantas. Barbalha - CE, 2005. ...........................................................
80
4.13 Resumos das análises das variâncias para o número de cachos
por planta (CPP), número de frutos por cacho (FPC) e peso de 100
sementes (100SEM), Barbalha, CE, 2005. .......................................
82
4.14 Eficiência de uso de água da mamoneira BRS Energia em
resposta a diferentes quantidades de água aplicadas Barbalha,
CE, 2005. ..........................................................................................
83
EXPERIMENTO 03
4.15 Resumos das análises das variâncias para rendimento,
percentagem de óleo e número e interrnódios. Barbalha, CE, 2006.
85
4.16 Valores de quadrado médio da análise de regressão para as
variáveis rendimento e número de internódios. Barbalha - CE,
2006. .................................................................................................
86
4.17 Resumos das análises das variâncias para altura de inserção do
primeiro cacho (AIPC), comprimento do primeiro cacho
(CCACHO1) e comprimento do segundo cacho (CCACHO2).
Barbalha – CE, 2006. ........................................................................
89
4.18 Valores de quadrados médios da análise de regressão para altura
de inserção do primeiro cacho (AIPC), comprimento do primeiro
cacho (CCACHO1) e comprimento do segundo cacho
(CCACHO2). Barbalha – CE, 2006. ..................................................
89
4.19 Resumos das análises das variâncias para número de cachos por
planta (CPP), número de frutos no primeiro cacho (NFC1) e
número de frutos no segundo cacho (NFC2) e peso de 100
sementes. Barbalha - 2006. ..............................................................
93
4.9
x
4.20 Valores de quadrado médio da análise de regressão para número
de cachos por planta, número de frutos no primeiro cacho (NFC1)
e número de frutos no segundo cacho (NFC2) e peso de 100
sementes. Barbalha – CE, 2006. ......................................................
93
4.21 Altura média de plantas (cm) da mamoneira, cultivar BRS Energia,
submetida a diferentes lâminas de irrigação. ...................................
96
4.22 Equações de regressão ajustada e coeficientes de determinação
do diâmetro de caulinar de plantas da mamoneira submetida a
diferentes lâminas de irrigação. Barbalha, CE, 2006. .......................
97
4.23 Diâmetro caulinar médio (cm) da mamoneira, cultivar BRS Energia,
submetida a diferentes lâminas de irrigação. ...................................
97
4.24 Equações de regressão ajustada e coeficientes de determinação
do diâmetro de caulinar de plantas da mamoneira submetida a
diferentes lâminas de irrigação. Barbalha, CE, 2006. .......................
98
4.25
Custo por hectare e variação percentual do custo de produção da cultivar
de mamoneira precoce BRS Energia submetido a diferentes lâminas de
água de Irrigação. Barbalha, CE, 2005. .................................................
99
4.26
Dados relativos aos custos independentes do tratamento (CITi), custos
dependentes do tratamento (CDTi), custo total (CTi), produção obtida
(PDi), renda bruta (RBi) e renda líquida (RLi), relação benefício/custo
(RBC), e taxa marginal de retorno (TMR) da mamoneira, cultivar BRS
Energia, submetido a diferentes lâminas de irrigação. Barbalha, CE,
2005. ..................................................................................................
xi
100
EFICIÊNCIA DE USO DA ÁGUA E RENTABILIDADE DA CULTURA DA
MAMONA IRRIGADA
Resumo: O presente trabalho teve por objetivo determinar a eficiência de uso de
água e a rentabilidade da cultura da mamona irrigada. Os experimentos foram
conduzidos na Estação Experimental da EMBRAPA localizada no município de
Barbalha – CE, nos anos de 2005 e 2006. A cultivar utilizada no estudo foi a BRS
Energia, de ciclo precoce e porte baixo com 120 dias até a colheita, em uma área
de 1 ha para os 2 anos. O consumo de água, nas diferentes fases fenológicas
durante todo o ciclo da cultura, foi realizado utilizando-se o método do balanço de
energia baseado na razão de Bowen (Etc – BERB). O coeficiente de cultivo (Kc)
foi obtido pela relação entre a (ETc – BERB) e a evapotranspiração de referência
(Eto),
estimada
foi
estimada
pelo
método
FAO-Penmam-Monteith.
A
evapotranspiração total da cultura no ano de 2005 foi de 577,94mm, com um
consumo mínimo de 47,24mm (período 12 dias) na fase inicial e um máximo de
220.93mm (35 dias) na fase IV. O ciclo da cultura da mamona foi de 106 dias.
Para o ano de 2006 o consumo foi de 552,28mm. A produtividade média de grãos
verificada foi de 3389 Kg.ha-1 para o ano de 2005 e 3221 Kg.ha-1 para 2006, com
eficiência de uso de água de 0,498 e 0,474 Kg.m-3, para os respectivos anos. Os
valores médios de Kc por fase fenológica foram de 0,73; 0,92; 1,01; 1,11 e 0,87.
No ano de 2005 realizou-se um experimento com as seguintes lâminas: 403,19;
512,74; 562,36; 627,59 e 679,94mm que resultou em produtividades de grãos de
2705,83; 2930,27; 3009,72 e 3178,88 e 3361,72 Kg.ha-1, respectivamente. Em
2006 foram estudadas quatro lâminas de água: 541,1; 649,7; 801,8 e 934,8mm. A
produtividade máxima foi 3245,8 Kg/ha-1 para 649,7mm, com rendimento superior
em 17% (2773,3 Kg), 29% (2518,4 Kg e 109% (1555 Kg.ha-1), com relação às
lâminas de 541,1; 801,8 e 934,8; respectivamente. No ano de 2005, constatou-se
que a relação benefício/custo, aumentou a medida que se aumentou a quantidade
de água aplicada, repercutindo em uma maior resposta econômica da mamoneira,
cultivar BRS Energia.
Palavras-chave: Ricinus communis, evapotranspiração, rentabilidade.
xii
WATER USE EFFICIENCY AND PROFITABILITY OF IRRIGATED CASTOR
BEAN CULTURE
Abstract: This research had as its objective to determine the efficiency of water
use and the profitability of irrigated castor bean culture. The experiments were
conducted at the Experimental Station of the EMBRAPA localized in the
municipality of Barbalha – in the state of Ceará, Brazil, during the years of 2005
and 2006. The cultivar used in the study was BRS Energia, of precocious cycle
and low stature, with 120 days to harvest, in an area of 1 ha for 2 years. The water
consumption, in the different phenological phases during all of the culture cycle,
was performed by using the ratio energy balance method based on Bowen (Etc –
BERB). The coefficient of harvest (Kc) was obtained by the relation between (ETc
– BERB) and reference evapotranspiration (Eto), estimated by FAO-PenmamMonteith method. Total evapotranspiration of the culture during 2005 was
577.94mm, with a minimum consumption of 47.24mm (period of 12 days) in the
initial phase and a maximum of 220.93mm (35 days) in phase IV. The cycle of the
castor bean culture was 106 days. For 2006 the consumption was 552.28mm. The
average productivity of the beans was verified at 3389 Kg.ha-1 for 2005 and 3221
Kg.ha-1 for 2006, with water usage efficiency at 0.498 and 0.474 Kg.m-3, for those
respective years. The average values of Kc per phenological phase were 0.73;
0.92; 1.01; 1.11 and 0.87. In 2005 an experiment with the following depth was
performed: 403.19; 512.74; 562.36; 627.59 and 679.94mm which resulted in a
bean productivity of 2705.83; 2930.27; 3009.72 and 3178.88 and 3361.72 Kg.ha-1,
respectively. In 2006 four water depths were studied: 541.1; 649.7; 801.8 and
934.8mm. The maximum productivity was 3245.8 Kg/ha-1 for 649.7mm, with a
superior yield in 17% (2773,3 Kg), 29% (2518,4 Kg and 109% (1555 Kg.ha-1), in
relation to the depths of 541.1; 801.8 and 934.8; respectively. In 2005, it was
confirmed that the relation cost/benefit increased as the quantity of water applied
was increased, reflecting in a greater economic response from the castor bean
cultivar BRS Energia.
Key words: Ricinus communis (castor beans), evapotranspiration, profitability.
xiii
1. INTRODUÇÃO
O Brasil tem o privilégio de explorar economicamente a sua bioenergia, a
obtenção de energia a partir da matéria vegetal, que por razões de territorialidade
e clima torna-se abundante em nosso país. Neste sentido, a utilização de
matérias-primas produzidas pela agricultura para fins energéticos deve ser vista
como um elemento importante na solução de vários problemas contemporâneos,
como por exemplo, o êxodo rural, através da geração de emprego e renda no
campo e a redução da poluição atmosférica, e não de um ponto de vista simplista
que coloca em oposição a produção de alimentos e a de biocombustíveis.
Das espécies vegetais, a mamoneira (Ricinus communis, L.), com um teor
de
óleo de aproximadamente 48%,
apresenta
boas perspectivas para
transformação em biodíesel. Segundo Parente (2007), a produção e o consumo
do biodiesel no Brasil tem feições regionais quanto às vocações agrícolas, no
Semi-árido nordestino, a motivação concentra-se na erradicação da miséria no
campo e a vocação atual é a mamona.
A cultura, reconhecida como uma das mais versáteis, rentáveis e
promissoras, do ponto de vista da indústria e da bioenergia, apresenta potencial
para gerar milhares de empregos no campo e tem sido inserida em programas
governamentais de diversos estados brasileiros.
A mamoneira é um arbusto de cujo fruto se extrai um óleo de excelentes
propriedades, de largo uso como insumo industrial. Da industrialização da
mamona, obtém-se, como produto principal, o óleo, como subproduto, a torta de
mamona que possui a capacidade de recuperar áreas com a fertilidade
degradada, além de ser usada também para o controle de nematóides do solo
(MELO et al., 2003). A cultura apresenta grande potencial de cultivo no Brasil,
particularmente na região Nordeste que segundo levantamento realizado pela
Embrapa, dispõe de mais de 4,5 milhões de hectares de terras com aptidão para
a exploração econômica desta cultura. É exatamente nesta região, especialmente
no Estado da Bahia, onde o cultivo dessa oleaginosa tem se concentrado, com
mais de 90% da área cultivada no Brasil, onde os sistemas de produção
existentes e utilizados pelos produtores são bastante precários e com pouca
evolução (EMBRAPA, 1997).
Cultivada tradicionalmente no semi-árido brasileiro em condições de
sequeiro, principalmente no estado da Bahia, maior produtor nacional, a
mamoneira tem relevante importância social e econômica, principalmente para a
agricultura familiar. Além da área de sequeiro, o cultivo da mamona poderá
ocupar espaços como contribuição de safrinhas em sucessão de culturas e com
colheita mecanizada ou em sistemas de rotação de culturas em áreas irrigadas,
com a possibilidade de se obter elevadas produtividades. Para a obtenção de
altos rendimentos e maior eficiência no uso de água, faz-se necessário o
conhecimento das necessidades hídricas da cultura da mamoneira, de modo a
oferecer às plantas, a quantidade de água necessária no momento oportuno, uma
vez que a umidade condiciona os processos metabólicos e fisiológicos das
plantas.
A grande demanda por informações sobre a cultura da mamona; a
necessidade de diversificação do sistema produtivo e de desenvolver soluções
tecnológicas; a possibilidade de se dar condições tributárias favoráveis; o
potencial agronômico da espécie e a resistência à seca; tornam necessários
estudos para melhorar os níveis de produtividade da cultura e viabilizar seu cultivo
para a produção de biodiesel. Neste sentido, o conhecimento da resposta da
cultura às condições de umidade do solo e demanda evaporativa da atmosfera
são os elementos básicos para um manejo adequado da irrigação (ANDRADE
JÚNIOR, 1992).
A mamoneira para se desenvolver, crescer e produzir satisfatoriamente
necessita de suprimento hídrico diferenciado nas suas fases fenológicas e requer
manejo compatível com sua capacidade de retirada de água na zona padrão de
ocupação das raízes, evitando desperdícios de água e saturação do perfil do solo
na
área
de
cultivo
(BARRETO,
2004).
Portanto,
o
conhecimento
da
evapotranspiração (necessidade hídrica) da cultura e do coeficiente de cultivo,
durante seu ciclo, é de grande importância para otimização da lâmina de
irrigação, assegurando uma melhor eficiência no uso de água pela cultura.
A aplicação do método do balanço de energia na estimativa do consumo
hídrico de áreas que têm coberturas vegetadas tem sido uma prática intensiva em
muitos institutos de pesquisa e universidades em diferentes países. No Brasil,
alguns estudos (ÁVILA NETO, 1997; LOPES, 1999; TEIXEIRA et al., 2001;
MOURA, 2001; SOARES, 2003; RODRIGUES, 2003; MOURA, 2005; BEZERRA,
2007) têm feito
uso
do
método
razão
de
Bowen
evapotranspiração de culturas e outras superfícies vegetadas.
2
na estimativa
da
Para a determinação dos requerimentos climáticos de uma cultura, há
necessidade de que os estudos agroclimáticos sejam feitos juntamente com os
estudos fenológicos, sendo que o último relaciona o fenômeno periódico da vida
da planta com uma série de estimativas quantitativas dos elementos ambientais.
O conhecimento das necessidades hídricas da mamoneira é um requisito
fundamental para aproveitar o período chuvoso das regiões e de acordo com
Barreto (2004), importante para a agricultura irrigada já que, associados aos
demais fatores de produção, permite ao irrigante a obtenção de altas
produtividades, com máxima economia de água.
São poucas as informações sobre a cultura da mamona irrigada e
especialmente com a cultivar de ciclo precoce - BRS Energia. Neste sentido, há
uma demanda para se determinar sua eficiência de uso de água e para estudá-la
em condições de excesso e déficit hídrico. Portanto, considerando-se os escassos
estudos relacionados ao cultivo desta oleaginosa em sistema de irrigação e, por
tratar-se de uma cultura que pode apresentar relevante importância social e
econômica para o país, especialmente para a região Nordeste, a presente
pesquisa visou alcançar os seguintes objetivos:
GERAL: Determinar a eficiência de uso de água, crescimento, desenvolvimento e
rentabilidade da cultura da mamona irrigada nas condições climáticas do Cariri
cearence.
Específicos:
1. Estimar as necessidades hídricas da mamoneira em cada fase fenológica,
com base na evapotranspiração diária da cultura;
2. Determinar a eficiência de uso de água das plantas em resposta a
diferentes lâminas de água aplicadas;
3. Determinar a partição vegetativa da matéria seca a cada 20 dias durante o
cultivo;
4. Caracterizar as fases fenológicas da cultivar BRS Energia durante o ciclo
da cultura;
5. Avaliar a eficiência econômica da mamoneira precoce para diferentes
quantidades de água de irrigação.
3
2 - REVISÃO DE LITERATURA
2.1 - A cultura da mamona – Aspectos gerais
2.1.1 - Origem e distribuição geográfica
O continente asiático, segundo alguns estudiosos, é tido como provável
centro de origem da mamoneira, ao passo que outros consideram a África
intertropical. Atualmente a hipótese mais aceita é que esta cultura seja originária
do Nordeste da África, possivelmente da Etiópia, antiga Abissínia (HEMERLY,
1981; VEIGA, et al., 1989; SAVI FILHO, 1996; LORENZI, 2000; BELTRÃO et al.,
2001; OLSNES, 2004).
Para Weiss (1983), a origem da mamona não é bem definida e uma das
razões é a facilidade e rapidez com que se estabelece como planta nativa. Ela é
cultivada na maioria dos países com climas tropicais e subtropicais e em alguns
casos nos de clima temperado onde apresenta crescimento reduzido (DUKE,
1983).
A dificuldade em se determinar com precisão a origem da mamoneira
decorre do fato de sua ampla adaptação as mais distintas condições climáticas,
uma vez que apesar de ser uma cultura de regiões predominantemente quentes,
é encontrada em locais com clima ameno (WEISS, 1971).
A distribuição geográfica da mamoneira é extensa, sendo encontrada em
estado espontâneo ou cultivada, em quase todas as zonas tropicais e
subtropicais. No Brasil é cultivada desde o Amazonas até o Rio Grande do Sul,
embora seja cultivada desde o paralelo 40º norte ao paralelo 40º sul, com
intervalos de altitude de 300-1500m acima do nível do mar. Com características
de cultura resistente à seca, a mamoneira expressa rendimento máximo com
precipitação de 600-700 mm distribuídas principalmente em seu estágio
vegetativo. Há, no entanto, informações de boas produções obtidas na África do
Sul, com precipitações pluviais de 370–500 mm (WEISS, 1983).
No Brasil, a introdução da cultura se deu durante a colonização
portuguesa, por ocasião da vinda dos escravos africanos (MAZZANI, 1983). Por
se tratar de uma planta tolerante à seca e exigente em calor e luminosidade, está
disseminada por quase todo o Nordeste, cujas condições climáticas são
adequadas ao seu desenvolvimento. O estado da Bahia, segundo CONAB (2003),
4
é responsável por mais de 90% da produção nacional.
Atualmente o seu cultivo também está difundido nos países de clima
temperado, onde tem o seu crescimento e desenvolvimento limitado pelas
condições ambientais, em especial, temperatura e luminosidade, que são
componentes primordiais ao bom desempenho da mamoneira. Apesar disso,
existem áreas cultivadas na Rússia, Grécia, Itália, França dentre outros países
com clima ameno característico (SOUZA, 2007).
No contexto nacional, a Região Nordeste é a principal produtora de
mamona, sendo responsável por mais de 90% da produção Nacional. Entretanto,
essa cultura pode ser cultivada em várias regiões do País, encontrando-se
plantios comerciais nas Regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste. Ambientes com
altas precipitações e muito úmidos, como a Amazônia e o Pantanal, não são
adequados para o plantio da mamona (SEVERINO et al. 2006).
2.1.2 - Botânica, morfologia e fisiologia
A mamoneira pertence à classe Dicotiledoneae, ordem Geraniales, família
Euphobiaceae, gênero Ricinus e espécie R. communis L. No Brasil, é conhecida
sob as denominações de mamoneira, rícino, carrapateira e palma-de-cristo; na
Inglaterra e Estados Unidos da América pelos nomes de “castor bean” e “castor
seed” respectivamente. Entre seus parentes mais próximos estão a mandioca, a
borracha e o pinhão (WEISS, 1983).
As plantas desta espécie têm grande variabilidade em diversas
características, como hábito de crescimento, cor das folhas e do caule, porte, cor
e teor de óleo nas sementes, dentre outras. Pode-se, portanto, encontrar tipos
botânicos com porte baixo ou arbóreo, ciclo anual ou semiperene, com folhas e
caule verde, vermelho ou rosa, com presença ou não de cera no caule, com frutos
inermes ou com espinhos deiscentes ou indeiscentes, com sementes de
diferentes tamanhos e colorações e diferentes teores de óleo (SAVY FILHO,
1996)
A planta é um fitossistema de elevado nível de organização morfológico,
com forte e penetrante sistema radicular, atingindo profundidades até três metros
(POPOVA & MOSHKIN, 1986). Em regiões semi-áridas, a taxa de crescimento da
raiz é maior que a da parte aérea, o que demonstra que a planta fortalece
primeiro o seu sistema de fixação e de absorção para que possa suportar o
5
desenvolvimento vegetativo e reprodutivo. Isso acontece em menor grau nas
áreas onde a precipitação atinge níveis razoáveis (SAVY FILHO, 1996).
É uma espécie de elevada complexidade morfológica e fisiológica
(BELTRÃO; SILVA, 1999), variando muito em seu hábito de crescimento, cor da
folhagem e do caule, e na coloração e teor de óleo da semente. Desse modo, as
cultivares são por vezes muito distintas entre si (TÁVORA, 1982). Possui
crescimento indeterminado consistindo de uma série de caules ou ramos
encerrados por um racemo, numa disposição simpodial que lhe é peculiar. Produz
em média três importantes ordens de racemos denominados de primários,
secundários e terciários, que são expostas a diferentes condições ambientais que
influenciam significativamente a participação de cada uma delas na produtividade
total da cultura (USDA, 1960; VIJAYA KUMAR et al., 1997).
No território brasileiro ocorre espontaneamente em muitas áreas e possui
porte variado. Mas sob cultivo apresenta hábito de crescimento arbustivo com
muitas colorações de caule, folhas e racemos, podendo ainda possuir cera no
caule e pecíolo (RODRIGUES, et al, SAVY FILHO, 2004). O porte é comumente
classificado em: anão e normal, sendo este último subdividido em médio, alto e
arbóreo. No Brasil, as cultivares de mamonas utilizadas em cultivos comerciais
possuem altura que varia de 1 a 4 metros (TÁVORA, 1982).
O sistema radicular é pivotante e fistoloso podendo atingir até 3 metros de
profundidade, se não houver impedimentos físicos; as raízes laterais são bem
desenvolvidas e situam-se a poucos centímetros da superfície do solo (TÁVORA,
1982; CARVALHO, 2005). O ambiente tem grande influência no crescimento do
sistema radicular. Em condições de pouca disponibilidade hídrica ele se
desenvolve a grandes profundidades, com as raízes laterais explorando um
grande volume de solo. Sob irrigação ou em condições de elevada disponibilidade
de umidade, o sistema radicular é menos desenvolvido e mais compacto
(TÁVORA, 1982). Acredita-se que as raízes deixadas no solo após a colheita
podem contribuir com a melhoria das propriedades físicas, por formarem galerias
que favorecem a aeração e a infiltração de água no solo.
Trata-se de uma planta monóica, a inflorescência é uma panícula terminal
e recebe o nome de racemo, apresentando flores femininas na parte superior e
masculinas na porção inferior da raque. Ocasionalmente pode ocorrer uma
distribuição irregular ou dispersa das flores ao longo do racemo. Algumas plantas
6
podem conter inflorescências totalmente pistiladas, ou seja, apenas flores
femininas (USDA, 1960; CARVALHO, 2005). A proporção de flores masculinas e
femininas varia grandemente, em geral as masculinas constituem de 50 a 70%.
Entretanto, podem ocorrer variações, de 0% até 95% de flores masculinas
(TÁVORA, 1982). Embora, seja considerada uma planta autógama, a taxa de
alogamia pode chegar a 40% com polinização feita pelo vento; cada flor tem
potencial para produzir até 60 mil grãos de pólen (BELTRÃO et al., 2001).
O racemo principal ou primário é o maior de todos e possui a maior
quantidade de frutos, via de regra, apresenta conformação cônica ou cilíndrica,
comprimento entre 10 e 80 cm, e número de frutos variando entre 15 e 80
dependendo do ambiente, cultivar ou da ordem considerada. Cumpre esclarecer
que como há grande variação na distância entre os frutos no racemo, não existe
correlação entre o comprimento e o número de frutos do cacho (TÁVORA, 1982).
Necessita de dias longos com fotoperíodo de pelo menos 12 horas de luz
por dia para produzir satisfatoriamente, sendo considerada uma espécie heliófila,
apesar de se adaptar a diferentes “comprimentos de dia”, mas com reflexos
negativos no crescimento e produtividade. Com menos de 9 horas de luz por dia,
o crescimento e a taxa fotossintética tendem a reduzir (WEISS, 1983; VIJAYA
KUMAR et al., 1997; SILVA et al., 2000; BELTRÃO et al., 2003).
Daí et al., (1992), estudaram os efeitos do déficit de pressão de vapor de
água (DPV) sob as características fisiológicas da mamoneira e verificaram que a
assimilação de CO2 e a condutância estomática reduzem grandemente com o
aumento do déficit de pressão de vapor e com temperaturas acima de 40°C, as
quais favorecem ao aumento da taxa de fotorrespiração. O contrário acontece em
baixo DPV com temperatura de até 30°C, alta luminosidade e elevada
concentração de CO2. Em tais condições a mamoneira apresenta taxa
fotossintética superior a outras plantas C3, como o tabaco e C4, a exemplo do
milho, cultivadas nas mesmas condições. Tais evidências, explicam parcialmente
o bom desempenho desta cultura nas condições climáticas nordestinas,
especialmente, quando a água não constitui fator limitante. Os autores ainda
ressaltam que dentro de certos limites de temperatura, intensidade luminosa e
concentração de CO2 elevadas, a taxa fotossintética da mamona eleva-se
consideravelmente, com reflexos positivos na produtividade de grãos, desde que
o suprimento hídrico seja adequado.
7
A planta apresenta fotossíntese líquida igual a zero numa atmosfera de 50
a 100 ppm de CO2, sendo seu metabolismo de carbono pouco eficiente em
relação às culturas e classificado como C3, tendo normalmente taxa de
fotossíntese variando de 18 a 27 mg de CO2/dm2/hora com atmosfera de 300 ppm
de CO2 (D’YAKOV, 1986). A taxa assimilatória líquida da mamoneira é baixa,
sendo de 6,5 a 6,9 g/m2/dia, devido à intensa respiração global das folhas
(respiração oxidativa e fotorrespiração) e à baixa eficiência fotossintética
(D’YAKOV, 1986).
2.1.3. Clima e meio ambiente
A mamoneira cresce e floresce sob uma ampla extensão de condições
climáticas, embora sua habilidade para produzir satisfatoriamente seja limitada
pela incidência de excessos de umidade, frio intenso ou temperaturas muito
elevadas durante o florescimento. Dentre os estádios de desenvolvimento, o
período reprodutivo é o mais afetado e o que mais limita a produtividade da
cultura, quando as condições ambientais são desfavoráveis. É uma planta que
cresce bem desde o nível do mar até altitudes superiores a 2.000 metros. Mesmo
assim, áreas com altitudes entre 300 e 1.800 metros parecem ser as mais
favoráveis, apesar de outros fatores, como a classe de solo, comprimento da
estação de crescimento, temperatura e disponibilidade de umidade no solo,
influenciarem na seleção de áreas para o cultivo (USDA, 1960; WEISS, 1971;
WEISS, 1983).
Segundo AMORIM NETO et al. (2001), a mamona requer clima tropical,
com temperatura média do ar entre 20 e 30 oC, altitude entre 300 a 1500 m e
precipitação de pelo menos 500 mm no ciclo da cultura para produzir entre 1,0 a
1,5 t de baga/ha em regime de sequeiro, para as cultivares de ciclo médio de 230
dias, disponíveis na atualidade, como a BRS 149 Nordestina e a BRS 188
Paraguaçu, sintetizadas pela EMBRAPA e seus parceiros, como a EBDA
(Empresa Baiana de Desenvolvimento Agrícola).
Para FORNAZIERI JÚNIOR (1986), o clima propício para a cultura é o
quente e úmido, chuvoso na fase de desenvolvimento cultural e seco na época da
colheita, condições próprias das regiões tropicais. Como é uma planta
predominantemente tropical, sua produção e rendimento dependem mais do que
8
qualquer uma outra cultura das condições ambientais. Quando falta umidade no
solo, mesmo que seja na fase de maturação dos frutos, as sementes têm pouco
peso e baixo teor de óleo, mesmo tratando-se de variedades produtivas, que
podem ser observadas por ocasião das secas. Isto não significa que a planta
possa ser cultivada em terrenos sujeitos à alagamentos ou má drenagem, pois a
planta é bastante sensível ao excesso de água. Segundo o autor, concluiu-se
através de experiências, que o teor de óleo das sementes é proporcional à soma
de calor recebido pela planta em todo o seu ciclo vegetativo.
Ao se iniciar o período em que os frutos começam a ficar maduros, é
desejável que as chuvas sejam mais espaçadas, contribuindo para um melhor
processo de maturação. Os períodos de seca prolongados após a geminação são
sempre perigosos ocasionando não somente irregularidades no desenvolvimento,
como também em muitos casos, o definhamento das plantas ainda não
completamente desenvolvidas (CRIAR E PLANTAR, 2003).
A planta é considerada rústica, de boa capacidade de adaptação, xerófila e
heliofila (AMORIM NETO et al., 2001), necessitando de precipitações regulares na
sua fase vegetativa e de períodos secos na fase de maturação dos frutos
(SEARA, 1989), sendo que o excesso de umidade e prejudicial em qualquer
período da lavoura, sendo mais críticos os estádios de plântula e de colheita
(AZEVEDO et al., 1997).
Trata-se de uma planta tipicamente tropical, apesar do cultivo ter se
intensificado fora dos trópicos. Sua produção e rendimento, dependem
grandemente das condições ambientais, sendo os elementos climáticos
precipitação pluvial, temperatura e umidade relativa do ar, associados à altitude,
os fatores que mais contribuem para que a cultura externe o seu máximo
potencial genético em termos de produtividade (SILVA, et al., 2000; SAVY FILHO,
2004).
Além do fotoperíodo, a umidade do solo e a quantidade de graus dias
afetam o rendimento total da cultura, tendo efeito diferenciado em cada ordem de
racemo. A altura das plantas também é muito influenciada pelo ambiente
(MOSHKIN, 1986; OPLINGER et al., 1997; VIJAYA KUMAR et al., 1997).
A faixa ideal de precipitação para a mamona produzir satisfatoriamente
situa-se entre 750 mm e 1.500 mm, com um mínimo de 600 mm a 750 mm
durante o ciclo cultural; de preferência a época de plantio deve ser ajustada para
9
que a planta receba de 400 mm a 500 mm até o início da floração (TÁVORA,
1982). A falta de água no solo, mesmo que na fase de maturação dos frutos,
implica em sementes com baixo peso e teor de óleo (HEMERLY, 1981).
SEVERINO et al. (2006) avaliando a produtividade e o teor de óleo de dez
genótipos de mamoneira em altitude inferior a 300 metros e observaram,
produtividades de até 2.583,9 kg ha-1 e teor de óleo na semente de 48,6 %, para a
cultivar “BRS 149 Nordestina”. Diante disso, concluíram que tanto o rendimento
como o teor de óleo das sementes foram satisfatórios, apesar dos cultivos serem
realizados em locais de baixa altitude.
Para Silva et al., (2000), a mamona produz bem em qualquer classe de
solo, com exceção daqueles muito argilosos, e salientam que solos muito férteis
favorecem o crescimento vegetativo excessivo, prolongando o período de
maturidade e expandindo a floração.
AZEVEDO et al. (2001) também afirmam que a mamoneira de porte médio,
quando cultivada em solos férteis, apresenta crescimento vegetativo exuberante,
podendo atingir altura superior a 3,0 metros, o que dificulta a colheita e a
execução dos tratos culturais. Apesar disso, HEMERLY (1981) salienta que uma
das causas do baixo rendimento da mamoneira no Brasil é a utilização de solos
de baixa fertilidade natural, além da pouca adoção de práticas mais racionais de
preparo, adubação e correção da acidez do solo.
Os melhores solos para a exploração da mamoneira são os profundos,
bem drenados, de textura média, ricos em matéria orgânica, férteis sem
problemas de salinidade, com pH entre 6,0 e 6,5 e relevo variando de plano a
suavemente ondulado, livres de erosão (USDA, 1960; OPLINGER et al., 1997;
CARVALHO, 2005).
2.1.4. Principais produtores e perfil de produção
Os três maiores produtores mundiais de óleo de mamona são: a Índia, a
China e o Brasil, participando, em 2001, com 92% da produção mundial. Os três
maiores importadores mundiais são a França, os Estados Unidos e a China. O
Brasil aparece como segundo maior exportador mundial, mas a uma grande
distância da Índia que, em 2001, participou com 85% das exportações mundiais
(SANTOS & BARROS, 2003).
10
De acordo com Carvalho et al. (2002), a mamona é cultivada
comercialmente em mais de 15 países. O Brasil já foi um dos maiores produtores
mundiais de mamona ao lado da Índia, de alguns países pertencentes à antiga
URSS e da China e maior exportador de seu óleo.
Na safra de 1974 foram produzidas, aproximadamente, 573 mil toneladas
de mamona. Já em 1996 a produção nacional foi de apenas 122 mil toneladas, o
que representou uma redução líquida de 79%. Apesar de sua importância, o
Brasil sofreu reduções drásticas da área cultivada nas últimas décadas. No
período de 1984 à 1996 a área cultivada foi reduzida de 485 mil para 193 mil
hectares (LEVANTAMENTO SISTEMÁTICO DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA, 1996).
A Bahia é o estado que ocupa a posição de líder isolado da produção nacional e
teve uma estimativa de área plantada, para a safra 2003/2004, de acordo com a
CONAB (2004), de 148,3 mil ha, correspondendo a 92% de toda a área plantada
de mamona com Brasil.
A diminuição da produção brasileira ocorreu devido a uma série de fatores
estruturais e conjunturais, internos e externos, que levaram à redução significativa
na área plantada e no volume da produção. O mercado para a ricinoquímica é
pequeno e oligopsônico - estrutura de mercado em que o número de compradores
é bem pequeno - no Brasil, de forma que qualquer pequeno excesso de oferta
causa grande queda no preço (AZEVEDO; LIMA, 2001).
No Brasil depois de sucessivas reduções de produção e área cultivada, a
ricinocultura sofreu uma sensível recuperação nas safras 2004 e 2005. Nestes
anos, a área plantada no país representou respectivamente 14% e 15% do total
mundial, e a produção correspondeu a 11% e 13% do montante produzido
mundialmente
(SANTOS;
KOURI,
2006).
Num
breve
retrospecto
da
mamonocultura nacional nos últimos três anos, vê-se que houve um aumento na
produção da ordem de 48%, em 2003 o país produziu 83.682 toneladas e em
2005 quando a produção foi de 161.468 toneladas (IBGE, 2006).
Mesmo com esta recuperação verificada a partir de 2004, o Brasil ainda
importou neste ano 9.644 toneladas de mamona, que representou 41% das
importações mundiais desta commodity. Esta situação pode ser explicada pelo
fato de a produção interna ainda estar aquém da capacidade de processamento
das principais indústrias de óleo de mamona instaladas no país, que é de
11
aproximadamente 440 mil toneladas/ano de grãos de mamona, e com perspectiva
de aumento nos próximos anos (SAVY FILHO, 2005)
2.1.5. Importância econômica, produtos e co-produtos
A cultura da mamoneira apresenta-se como uma alternativa de grande
importância econômica e social ao semi-árido nordestino, pois devido às suas
características, tem capacidade de produzir relativamente bem até em condições
de baixa precipitação pluviométrica, além de ter um bom mercado consumidor.
Pode ser consorciada com outras culturas, tornando-se assim uma excelente
opção para a agricultura familiar desta região (BELTRÃO et al., 2003).
Um estudo elaborado pela Secretaria de Agricultura e Irrigação do Estado
do Ceará, em parceria com a TECBIO, concluiu que o agronegócio da mamona
para fins energéticos tem a capacidade de erradicar a miséria rural nordestina,
onde mais de 2 milhões de famílias convivem com a fome. Um hectare pode
produzir mais de 1.000 litros por ano de Biodiesel, ao mesmo tempo em que gera
renda complementar suficiente para eliminar a desnutrição dos ricinocultores. Sua
torta, 53% do peso do grão, é adubo, por excelência, com a capacidade, inclusive,
de eliminar as doenças do solo (nematóides), fator deveras importante para a
agricultura (CÂMARA DOS DEPUTADOS, 2003).
Devido à extraordinária capacidade de adaptação e a multiplicidade de
aplicações industriais do óleo de suas sementes, a mamoneira inclui-se entre as
oleaginosas tropicais de maior valor econômico e estratégico na atualidade
(HEMERLY, 1981). Possui potencial capaz de fomentar o crescimento da
economia do semi-árido nordestino, tanto como cultura alternativa, com
características de resistência à seca, tanto como fator fixador de mão-de-obra,
gerador de emprego no campo e de matéria-prima para a indústria (AZEVEDO et
al., 1998).
De uma lavoura bem conduzida pode-se incorporar ao solo entre 15 e 26
toneladas por hectare de restos vegetais (GONÇALVES, et al., 1981; AZZINI et
al., 1984; KHALIL, 2003). Suas folhas podem ser adicionadas à alimentação de
bovinos e do bicho-da-seda, e de seu caule podem ser extraídas fibras para a
confecção de tecidos grosseiros ou papel (AZZINI et al., 1981; AZZINI et al.,
1984).
12
Do ponto de vista industrial o óleo, que é o seu principal produto, é um dos
mais versáteis da natureza, de utilidade só comparável a do petróleo, com a
vantagem de ser renovável. Embora impróprio para o consumo humano, é
matéria-prima para mais de quatrocentos produtos, sendo usado nas indústrias
farmacêutica, cosmética, alimentícia, de revestimentos protetores, vernizes e
tintas, ceras impermeabilizantes, de lubrificantes e outras (AZZINI et al., 1981;
VIJAYA KUMAR et al., 1997; AZEVEDO et al., 1998; AMARAL, 2003).
Da industrialização da mamona obtém-se, como produto principal, o óleo e,
como subproduto, a torta de mamona que possui, enquanto fertilizante, a
capacidade de restauração de terras esgotadas (MATOS, 2007). É relatado o seu
uso em diversas áreas como aditivo alimentar e película protetora em cápsulas de
remédios; ornamental, alimento de bicho-da-seda, lubrificante industrial, medicina
popular.
A utilização do óleo em forma de biodíesel trás uma série de vantagens
ambientais, econômicas e sociais. Estudos demonstram que a substituição do
óleo diesel mineral pelo biodiesel resulta em reduções de emissões de 20% de
enxofre, 9,8% de anidrido carbônico, 14,2% de hidrocarbonetos não queimados,
26,8% de material particulado e 4,6% de óxido de nitrogênio (CONCEIÇÃO et al.,
2004).
O mercado do uso do óleo na ricinoquímica é pequeno, porém com os
problemas ocasionados pelo uso continuo de petróleo que poderão incrementar
muito a temperatura média do planeta, além de excesso de CO2 na atmosfera, o
mundo nos últimos dois anos despertou para uso da biomassa, que não polui o
ambiente e pode gerar milhões de empregos, tendo também grande apelo social.
Por sua resistência a seca e qualidade do óleo, a mamoneira produz um biodiesel
com 15% de oxigênio, que poderá ser grande alternativa para o Brasil produzir
energia limpa (EMBRAPA, 2003).
A torta de mamona que é o subproduto da prensagem das sementes para
obtenção do óleo, presta-se como adubo orgânico e também é empregada na
alimentação animal depois de desintoxicada. No passado as sementes da
mamoneira foram utilizadas extensivamente na medicina popular, contra grande
variedade de enfermidades e também para propósitos criminosos devido aos
princípios tóxicos nelas presentes (OLSNES, 2004).
13
Os co-produtos da mamoneira têm amplo espectro de utilização, sendo
usado na fabricação de tecidos de nylon, na siderurgia como óleo de corte para
laminagem, na indústria para acabamento de peles finas, pinturas e vernizes,
perfumaria, cremes, cosméticos e saboarias. O óleo é considerado de grande
valor como lubrificante de motores de grande rotação como no caso da aviação.
Na medicina têm sido utilizadas suas qualidades purgativas (AZEVEDO et al.,
1997).
2.2. Aspectos da irrigação e da cultura irrigada
A disponibilidade de recursos hídricos, com elevada porcentagem de terras
agricultáveis, confere ao Brasil um dos maiores potencias do mundo para o
desenvolvimento da agricultura irrigada, no entanto, o quadro que se apresenta é
bem diferente. Em um índice estabelecido pela FAO (Food and Agriculture
Organization of the United Nations) para relacionar a área atual de agricultura
irrigada e a área potencialmente irrigável, ficou demonstrado que o Brasil ocupa
somente a 22ª colocação da América, num total de 27 países (TESTEZLAF et al.,
2002).
A quantificação da evapotranspiração requer alguns conhecimentos como:
a fisiologia das plantas, manejo dos recursos hídricos e a avaliação ambiental,
pois quando a demanda evaporativa excede a precipitação, a qualidade e o
crescimento das plantas são desfavoravelmente afetados pela deficiência hídrica
do solo. Em algumas áreas, a prática da irrigação tem como função suplementar a
precipitação natural e assim, minimizar as perdas na produtividade das culturas
devido ao déficit de água no solo (SHARMA, 1985).
Segundo Amorim Neto (1995), sendo a irrigação a principal atividade
humana consumidora de água e, considerando o aumento dos custos com
energia, além da concorrência pelos recursos hídricos e energéticos entre os
setores industrial, urbano e agrícola, torna-se importante a realização de estudos
para definir quando e quanto irrigar, visando atender às necessidades hídricas
das plantas de maneira racional. O manejo eficiente da irrigação permitirá, além
da economia dos recursos hídricos e energéticos, a otimização do uso dos
insumos agrícolas e maiores retornos econômicos e a viabilização do aumento da
área irrigada no país.
14
A área total de solos utilizados com lavouras permanentes e temporárias
no Brasil gira em torno de 65,2 milhões de hectares, com apenas 5% de
agricultura irrigada, que representa aproximadamente 3,2 milhões de hectares. Os
especialistas estimam que existem solos aptos para expansão e desenvolvimento
anual de agricultura de sequeiro, em bases sustentáveis, em torno de 110 milhões
de hectares no país, dos quais, aproximadamente, 72% estão localizados na área
do Cerrado. No que diz respeito aos solos aptos para o desenvolvimento da
agricultura irrigada de forma sustentável o potencial brasileiro está estimado em
aproximadamente 30 milhões de hectares, dos quais, mais de dois terços ocorrem
nas Regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste (CHRISTOFIDIS, 2002).
Na elaboração de um projeto de irrigação por aspersão, uma boa
uniformidade de aplicação de água só é assegurada quando são conhecidas as
características de distribuição de água dos aspersores. A uniformidade é um dos
parâmetros que refletem a qualidade da irrigação, sendo que este termo refere-se
aos parâmetros de desempenho associados à variabilidade da lâmina de irrigação
(FRIZZONE, 1997). De acordo com o referido autor, a uniformidade é uma
grandeza que caracteriza todo o sistema de irrigação e intervém no seu projeto,
tanto agronômico, pois afeta o cálculo da quantidade de água necessária para
irrigação, quanto no hidráulico, pois em função dela, define-se o espaçamento dos
emissores de água, a vazão do sistema e o tempo de irrigação.
Keller & Bliesner (1990), relatam que vários fatores podem influenciar na
uniformidade de distribuição de água, destacando-se: a pressão de serviço, o
diâmetro do bocal, o espaçamento entre aspersores, e fatores variáveis como
velocidade e direção do vento.
A linha central de aspersores tem sido satisfatoriamente, utilizada para a
aplicação de um gradiente contínuo de água, na direção de sua transversal, em
experimentos que visam estudar o efeito da irrigação sobre as culturas. Este
sistema é bastante útil para o desenvolvimento de resposta das culturas, segundo
(Hanks et al., 1976; Miller & Hang, 1980; Engel, 1991), permitindo a redução da
área de ensaio, quando comparado com os sistemas tradicionais, além de ser
econômico, de fácil instalação e operação.
O funcionamento deste sistema possibilita a introdução de outras variáveis
dentro das parcelas de água, seguindo uma disposição casualizada (MELLO
JÚNIOR, 1992).
15
Este sistema tem sido utilizado em diversos estudos sobre lâminas de
irrigação contribuindo grandemente para a determinação de funções de produção
das culturas para o fator água. Constitui-se de uma linha de aspersores
estreitamente espaçados entre si, aplicando água em doses decrescentes na
direção perpendicular à tubulação (MENDONÇA et al., 1999).
Hanks et al., (1976), citam que esse tipo de sistema apresenta uma
uniformidade adequada de distribuição de água, com aspersores espaçados de
aproximadamente 20% de seu diâmetro molhado, e que a variação de pressão
entre o início e o final da linha não deve ser maior que 1 %. Willardson et, al.
(1987) verificaram que esta uniformidade é maior nas menores distâncias
relativos a linha central e que menores espaçamentos entre aspersores melhoram
a uniformidade de aplicação longitudinal.
O efeito do vento sobre o sistema é de extrema importância, pois sua ação
altera completamente a distribuição de água. Gomide et al., (1991), não
verificaram
distorções
significativas
no
perfil
de
distribuição
de
água,
considerando ideal, situações onde a velocidade do vento não ultrapasse 1m.s-1.
Segundo Mello Júnior (1992), devido a alta taxa de aplicação de água nas
áreas próximas à linha de aspersores, eventuais acúmulos de água superficial
podem ocorrer, possibilitando a ocorrência de deflúvio.
Para Doorembos & Pruit (1997) é necessário prever os programas de
irrigação durante a fase de planejamento, com base no balanço hídrico mensal e
na escolha do nível de esgotamento de água disponível, de acordo com o tipo da
cultura e os dados do solo.
Tendo-se água sob controle e de boa qualidade, deve-se usar,
racionalmente, os demais fatores de produção e insumos para que a
produtividade da cultura da mamona seja elevada, superior a 3,5t de baga/ha e,
de preferência, superior a 5,0 t de baga/ha. Deve-se escolher áreas de altitude
superior a 300m, temperatura média do ar entre 20 a 300C, solo de textura média
ou arenosa, corrigido, fertilizado com NPK e micronutrientes e com equilíbrio entre
os nutrientes para evitar antagonismo e competição iônica. Em geral os híbridos
anões respondem melhor à irrigação, porém se deve ter em mente sua
capacidade em resistir às doenças e pragas. No Brasil existem alguns tipos
híbridos em circulação, como os cultivados no cerrado do Mato Grosso como a
Savana, Cerradinho e outros (BELTRÃO, 2004).
16
Para Ribeiro Filho (1966), a mamoneira é bastante exigente no tocante à
umidade do solo, em especial no período de enchimento dos frutos, podendo-se
usar diversos métodos de irrigação, desde a infiltração a aspersão. Hoje, pode-se
lançar mão do gotejamento, que traz economia no uso da água e incremento da
eficiência da irrigação. Este autor diz, ainda que, dependendo do solo, a
quantidade de água a ser utilizada é em torno de 40 mm/15 dias com no máximo
70% de sua água disponível máxima consumida.
A destacada resistência à seca, característica que tornou a mamoneira
uma importante alternativa para cultivo na região semi-árida do Brasil, contrasta
com sua extrema sensibilidade ao encharcamento do solo, condição que
prejudica sensivelmente seu cultivo e tem reflexos sobre a produtividade da
lavoura. Segundo Hemerly (1981), as plantas são sensíveis ao excesso de
umidade por períodos prolongados, em especial, na fase inicial e na frutificação.
Em outros experimentos realizados por KOUTROUBAS et al. (2000), em
condições de clima mediterrâneo, utilizando duas cultivares de mamona irrigada,
encontraram produtividades de até 4049 kg ha-1, correspondendo a aumento de
produtividade cerca de quatro vezes maior do que a obtida sem irrigação. Em
experimentos realizados na Russia (BARANOV, 1986), foi confirmado que a
mamoneira responde bem a irrigação, com incrementos bastante consideráveis,
de até mais de oito vezes a mais que o cultivo em regime de sequeiro, como
verificado nas regiões secas de Trans-Volga onde, sem irrigação, se produz cerca
de 1800 kg de baga/ha e, irrigado, o aumento foi de 1650 Kg de baga/ha,
podendo aumentar, dependendo do solo, da cultivar, das condições do tempo e
do clima do local.
No Brasil, as áreas irrigadas com mamona são poucas, com alguns
registros na Bahia, no Rio Grande do Sul e no Maranhão, atingindo-se até mais
de 6,0 t de baga/ha, em alguns casos. No caso do uso da irrigação na
ricinocultura, este fato somente se justifica utilizando-se elevada tecnologia para
se tirar o máximo possível de produtividade. Para Barreto et al. (2006),
informações de produtores na região de Irecê no estado da Bahia, relatam
rendimentos de até 4.000 Kg/ha, em condições de irrigação, ao passo que, em
cultivos de sequeiro, a média nacional está em torno de 800 Kg/ha (BELTRÃO,
2004),
17
Beltrão (2004), informa que em Bom Jesus da Lapa - BA, em solo arenoso
tipo Neossolo quartezênico, cultivar BRS 188 Paraguaçu, espaçamento de 3,0 m
x 1,0 m, uma planta por cova, irrigação via pivô central, com dotação hídrica em
torno de 1000 mm/ciclo, a produtividade média atingiu cerca de 5,0 t de baga/ha,
com a colheita sendo realizada manualmente.
Segundo Gondim (2004), o genótipo CSRN-142 mostrou grande potencial
produtivo e boa adaptação à região do Cariri Cearense, com produtividade
máxima de 3.494 kg/ha em cultivo irrigado no município de Barbalha-CE, plantado
na configuração de 0,60m x 0,37m com freqüência de irrigação semanal e com
616,23mm distribuídos durante o ciclo da cultura.
O genótipo CSRN-142 obteve produtividade máxima de 1.539 kg/ha,
plantado na configuração 0,60m x 0,37m, em regime de sequeiro, o que
comprova o seu potencial produtivo e a boa adaptação à região do Cariri
Cearense (GONDIM et al., 2006). Segundo o autor, o adensamento de
semeadura do genótipo CSRN-142 contribuiu para aumento de produtividade de
sementes em mais de 60%, mas não interfere em sua altura. Segundo Milani et
al. (2006), o cultivo de mamona de porte baixo é viável para a região de Irecê-BA,
com o genótipo CSRN 142 atingindo produtividade de 2.242 Kg/ha em condições
de sequeiro.
2.3 - Medições e estimativas da evapotranspiração
Considerações gerais
A estimativa das necessidades hídricas de uma determinada cultura é feita
com base nas perdas de água do sistema solo-planta para a atmosfera através
dos processos de evaporação e transpiração.
Segundo Pereira et al., (1997), a evapotranspiração é controlada pela
disponibilidade de energia, pela demanda atmosférica e pelo suprimento de água
do solo às plantas. A disponibilidade de energia depende do local e da época do
ano.
As
pesquisas
sobre
evapotranspiração
fornecem
informações
da
quantidade de água consumida pelas plantas, elemento importante para o manejo
da água e para o dimensionamento dos sistemas de irrigação. A FAO, nas duas
últimas décadas, reiteradamente recomendado a realização de pesquisas locais
para determinar a demanda hídrica das culturas, principalmente para estimar e
18
medir a evapotranspiração, pois a escolha de determinado método de
evapotranspiração deve ser precedida por uma calibração local (CURI &
CAMPELO JÚNIOR, 2001).
Conforme Rosenberg et al. (1983), a evaporação e transpiração ocorrem
simultaneamente na natureza e não é fácil distinguir o vapor d’água produzido
pelos dois processos. Deste modo, o termo evapotranspiração é usado para
descrever o processo total de transferência de água na forma de vapor de
superfícies vegetadas para a atmosfera.
A aplicação da lâmina de irrigação, na quantidade correta e no momento
adequado, é de fundamental importância para a maximização da produtividade
das culturas irrigadas. Por isso, o estabelecimento da evapotranspiração máxima
da cultura (ETm) deve ser feito de forma criteriosa, a fim de proporcionar um
correto dimensionamento de sistemas de irrigação. A suplementação hídrica da
cultura para suprir a demanda via ETm é, normalmente, realizada pela chuva ou
irrigação parcial (estação chuvosa) ou irrigação total (estação seca).
Essa
suplementação, quando feita via irrigação (parcial ou total), em uma determinada
região
depende,
basicamente,
da
demanda
evapotranspirativa
local
–
evapotranspiração de referência (ETo). Por isso, os estudos voltados para a
definição da ocorrência prévia de prováveis valores de ETo e precipitação, em
diferentes escalas de tempo, em uma região assumem grande importância para o
planejamento agrícola, para determinar a lâmina de água a ser aplicada e o
dimensionamento de sistemas de irrigação (ANDRADE JÚNIOR et al., 2004).
A evapotranspiração da cultura (ETc), é fundamental em projetos de
irrigação, pois ela representa a lâmina de água que deve ser reposta ao solo para
manter o crescimento e a produção em condições ideais. Para obtenção de ETc
multiplica-se a evapotranspiração de referência (ETo), por um coeficiente de
cultura (Kc) (PEREIRA et al., 1997).
Segundo Lemon et al., (1957), a evapotranspiração é função dos
elementos meteorológicos, do solo e da planta. Penman (1956), argumenta que,
quando a cobertura do solo é completa, a evapotranspiração de referência é
condicionada principalmente pelos elementos meteorológicos. Dentre esses
elementos, a radiação líquida é a que exerce maior influência na taxa de
evapotranspiração dos cultivos.
19
Villa Nova (1987), ressalta que é difícil separar a ação de cada um desses
elementos, pois os mesmos agem simultaneamente. De maneira geral, quanto
maior a disponibilidade de energia solar, de temperatura do ar e de velocidade do
vento e quanto menor a umidade relativa do ar, maior deverá ser a demanda
evaporativa da atmosfera, ocasionando aumento na taxa de evapotranspiração,
quando a umidade do solo não for fator restritivo.
De acordo com Silva (2005), em regiões onde ocorrem advecções fortes, a
importância relativa da radiação líquida decresce, e a advecção ou transferência
de calor sensível das áreas circunvizinhas poderá contribuir no processo
evapotranspirativo com energia até maior que aquela disponível à área
considerada, aumentando, dessa forma, a importância da velocidade do vento e
da umidade relativa do ar na evapotranspiração.
O conhecimento da evapotranspiração, ou fluxo de calor latente de
evapotranspiração (LE), contribui para o planejamento racional da técnica de
irrigação e fornece, juntamente com outros elementos meteorológicos, subsídios
básicos à regionalização das áreas mais adequadas ao desenvolvimento de
determinadas espécies vegetais. Além disso, o conhecimento da quantidade de
água exigida por determinada cultura torna-se ainda mais importante, sobretudo
em regiões áridas ou com secas regulares, onde o crescimento e o
desenvolvimento das plantas e, conseqüentemente, a produtividade são limitados
pelo fator hídrico (GALVANI e ESCOBEDO, 2001).
Segundo Doorembos & Pruit (1975), os fatores mais importantes que
determinam o requerimento de água pela cultura são: o clima, a cultura
(características de crescimento), umidade do solo, práticas agrícolas e de
irrigação, e outros fatores que influenciam a taxa de crescimento como
fertilizantes, doenças e infestações de pragas e plantas invasoras. Assim,
diversos métodos foram desenvolvidos para estimar as necessidades hídricas das
culturas, em função dos fatores físicos e biológicos intervenientes no processo da
evapotranspiração.
O termo ETo refere-se à evapotranspiração de uma dada cultura, bem
adaptada e escolhida para servir de referência, dentro de dadas condições
climáticas, sob condições advectivas adeqüadas (efeito de advecção desprezível)
e com um regime padronizado de fornecimento de água, apropriado para essa
cultura e para a região considerada (PERRIER, 1984).
20
2.3.1 - Medições da evapotranspiração
A medição da variação de peso de um bloco de solo isolado (lisímetro de
pesagem) é considerada um dos métodos de pesquisa mais práticos e precisos
para se determinar diretamente a evapotranspiração das culturas, podendo ser
utilizada para períodos de tempo menores que um dia (HOWELL et al., 1985).
Dentre os principais fatores ambientais e de projeto que podem afetar as
medições de evapotranspiração nos lisímetros, citam-se: os efeitos da advecção,
as dimensões do lisímetro, o regime de umidade do solo no seu interior, a
espessura das paredes do lisímetro e a distância entre elas, a altura de suas
bordas e diferenças de densidade entre a vegetação dentro e fora do lisímetro.
Aspectos construtivos, de manejo e de manutenção de lisímetros, são
encontrados em Aboukhaled et al. (1982) e Allen et al. (1991).
2.3.2 - Estimativa da evapotranspiração
Os principais fatores que influenciam na quantidade de água requerida
pelas plantas são os fatores climáticos, as características das plantas, as práticas
culturais e o tipo de solo, e as principais técnicas de estimativa do requerimento
de água pelas plantas baseiam-se em dados climáticos (SEDIYAMA, 1996).
De acordo com Faria et al., (2000), a estimativa adequada da
evapotranspiração da cultura (ETc) consiste no principal parâmetro a ser
considerado no dimensionamento e manejo de sistemas de irrigação, uma vez
que totaliza a quantidade de água utilizada nos processos de evaporação e
transpiração pela cultura durante determinado período.
Para Sentelhas (2001), a evapotranspiração de referência, também
denominada de potencial (ETp) é a taxa de evapotranspiração de referência
(padrão), caracterizada com uma extensa superfície com grama, com uma altura
entre 8 e 15cm, em crescimento ativo (IAF = 2,88), cobrindo totalmente a
superfície do solo e bem suprida de água. Para o autor, esse conceito foi
introduzido visando-se estudar a demanda evapotranspirativa da atmosfera
independente do tipo de cultura, de seu desenvolvimento, de práticas de manejo
e da disponibilidade de água no solo. Nessas condições, conclui: a ETo é variável
dependente exclusivamente das condições meteorológicas, o que a torna
também um elemento meteorológico, expressando, desse modo, o potencial de
21
evapotranspiração de um local, em cada época do ano, sem levar em
consideração fatores do solo e da planta.
Existem
diversos
métodos
na
literatura
para
se
estimar
a
evapotranspiração de referência utilizando-se parâmetros climatológicos. Dentre
eles, podem ser citados: Penman, Penman modificado, Blaney-Criddle,
Hargreaves, Makink, Penman-Monteith e muitos outros. Esses métodos foram
desenvolvidos nas mais diversas condições climáticas e de manejo de culturas.
Portanto, ao selecionar o método de estimativa da evapotranspiração da cultura
de referência, deve-se levar em conta as condições climáticas e de manejo
cultural do local onde serão utilizados. Outra metodologia utilizada para se
estimar a evapotranspiração de referência é a utilização dos dados de
evaporação do tanque classe A. Essa metodologia geralmente é utilizada quando
não se dispõe dos parâmetros climatológicos requeridos nos demais métodos.
Trata-se de uma metodologia simples e que se correlaciona bem com as demais.
Os valores de ETo podem ser calculados para diversos intervalos de tempo; no
caso de manejo de irrigação, é comum utilizar o intervalo de tempo de um dia.
Portanto, geralmente ETo é expresso em mm/ dia. Atualmente, o método mais
recomendado para a estimativa da evapotranspiração da cultura de referência,
ETo, é o de Penman-Monteith/FAO (COUTO; SANS, 2002).
Entre os métodos para determinação da evapotranspiração de referência, a
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) tem difundido e
recomendado a adoção do método de Penman-Monteith como padrão para fins
de irrigação e aconselhado sobre procedimentos para o cálculo dos vários
parâmetros (ALLEN et al., 1998).
2.4 - Necessidades hídricas das culturas
Pode-se definir as necessidades de água de um cultivo (ETc) como a
quantidade de água necessária para cobrir as perdas por transpiração e
evaporação de um cultivo livre de enfermidades, crescendo em grandes áreas,
com abundante água e adubos, sem restrições nas condições de solo e obtendose altas produções nas condições de crescimento dadas. Necessidades hídricas
de Culturas pode ainda ser definido como sendo a quantidade de água que
potencialmente satisfaz a evapotranspiração de uma área vegetada quando a
produção não é limitada pela falta de água.
22
O conhecimento da evapotranspiração (necessidades hídricas) de uma
cultura durante seu ciclo e dos coeficientes de cultivo é de grande importância
para o sistema de irrigação a ser aplicado, contribuindo para aumentar a
produtividade e otimizar a utilização da lâmina de irrigação, dos equipamentos de
irrigação, da energia elétrica e dos mananciais (AZEVEDO et al., 2003).
Conforme Rosenberg et al. (1983), a evaporação e transpiração ocorrem
simultaneamente na natureza e não é fácil distinguir o vapor d’água produzido
pelos dois processos separadamente.
A sobre-estimativa das necessidades de irrigação conduz a um desperdício
da água disponível, ocasionando um aumento nos custos de produção e
indesejáveis consequências ao meio ambiente. Assim, para se obter melhorias de
produtividade das culturas e da gestão dos recursos hídricos, deve-se buscar
otimizar a eficiência e a precisão da programação de irrigação, o que implica em
tentar aproximar as estimativas das necessidades hídricas das plantas às suas
necessidades reais.
De acordo com Azevedo et al., (1993), para a obtenção de altos
rendimentos e maior eficiência no uso de água do algodoeiro, é necessário que se
conheça as necessidades hídricas da cultura, de modo que se possa oferecer às
plantas a quantidade de água adequada para os processos metabólicos e
fisiológicos.
Quando as necessidades hídricas da cultura são atendidas plenamente,
ETr = ETm; quando o suprimento de água e insuficiente, tem-se que ETr < ETm.
Para a maioria das culturas e climas, tanto ETm como ETr podem ser
quantificados. (DOORENBOS & KASSAM, 1994).
Para se avaliar o consumo de água de lavouras comerciais utiliza-se o
cálculo de evapotranspiração máxima (ETm). De acordo com DOORENBOS &
PRUIT (1975), a taxa de evapotranspiração máxima ocorre na cultura isenta de
doenças, crescendo em um campo extenso (um ou mais hectares) em condições
ótimas de solo, com fertilidade e água suficiente, a qual alcança plena produção
potencial com respeito ao meio vegetativo dado.
Doorenbos & Kassam (1979), afirmam que o déficit hídrico na planta pode
se desenvolver até um ponto em que o crescimento e o rendimento das culturas
tornam-se afetados.
23
2.4.1 - Balanço de energia com base na razão de Bowen
A energia utilizada nos processos de transferência de água de uma
superfície para a atmosfera, aquecimento e resfriamento do ar e solo, bem como
para a realização do metabolismo das plantas, é proveniente da radiação solar.
Portanto, em uma superfície vegetada, é importante o conhecimento da partição
da radiação solar nestes processos, para estudos da variação do consumo de
água durante o crescimento da cultura (ALVES et al., 1998), que influencia nos
processos de formação da produção e acúmulo de açúcar (POMMER; PASSOS,
1990).
De acordo com Irvine et al., (1998), a radiação solar recebida na superfície
da Terra, direta ou indiretamente, pode ser fracionada em três formas de energia:
a radiativa, onde parte da energia recebida é diretamente refletida ou utilizada no
aquecimento da superfície do solo, que é então irradiada com base na lei de
Stefan-Boltzman, sendo a resultante deste balanço, denominado de saldo de
radiação (Rn); o fluxo de calor turbulento, que corresponde aos fluxos de calor
latente (LE) e de calor sensível (H) e energia residual, que compreende a energia
armazenada na copa das árvores (S), o fluxo de calor no solo (G) e a fotossíntese
(P).
A aplicação do método do balanço de energia na estimativa do consumo
hídrico de áreas que têm coberturas vegetadas tem sido uma prática de muitos
institutos de pesquisa e universidades em diferentes países (ANGUS; WATTS,
1984; CUNHA et al., 1996; PRUEGER et al., 1997; AZEVEDO et al., 2003;
RODRIGUES, 2003; SILVA et al., 2003; SOARES, 2003; SOUZA, 2003;
CARDOSO et al., 2005; MOURA, 2005; SOUSA, 2005; SILVA et al., 2006). Esse
método se baseia no princípio da conservação de energia, em que o balanço dos
fluxos de entrada e saída de energia no volume de controle representado pela
área vegetada, permite, através de sua contabilização, a determinação da energia
utilizada pela cultura no processo de transferência de água, sob a forma de vapor,
para a atmosfera.
Para Galvani e Escobedo (2001), o método do balanço de energia (M.B.E.)
possibilita determinar os valores da demanda atmosférica em escala horária e até
mesmo em escalas menores. Apesar da grande diversidade de métodos para
determinações em escala horária, somente as medidas lisimétricas e o método do
balanço de energia fornecem resultados com eficácia.
24
A razão entre os fluxos de calor sensível e calor latente foi proposta por
Bowen em 1926, como forma de estudar o fracionamento de energia disponível,
possibilitando o cálculo da evapotranspiração. A razão de Bowen (B) é
frequentemente inferida pelas medições das diferenças médias de temperatura e
umidade através de uma distância vertical fixada acima de uma superfície
homogênea qualquer (SOUZA, 2003; CARDOSO et al, 2005). A razão de Bowen
é um método indireto de determinação da evapotranspiração (ETc) das culturas
(TODD et al., 2000),
Para Perez et al., (1999), a aplicação desta metodologia baseia-se nos
seguintes pressupostos: o transporte de massa é unidimensional, sem gradientes
horizontais e os sensores que medem os gradientes devem estar localizados
dentro de uma subcamada de equilíbrio, na qual os fluxos não variam com a
altura; a superfície é considerada homogênea com relação às fontes e drenos de
calor, vapor d´água e momentum; a razão entre os coeficientes de troca
turbulenta de calor e de vapor d´água (Kh/Kw) é igual a unidade, o que ocorre sob
condições atmosféricas neutras ou instáveis.
Segundo Teixeira et al., (1999), o processo de evapotranspiração é
governado pela troca de energia na superfície vegetada, limitada pela energia
disponível, sendo possível estimar-se o fluxo de calor latente de evaporação,
através do princípio de conservação da energia, em que o ganho é igual à perda.
Com base neste princípio, estima-se a evapotranspiração através da fórmula
simplificada do balanço de energia, composta pelo saldo de radiação (Rn), pelos
fluxos de calor latente (LE) e sensível na atmosfera (H) e pelo fluxo de calor no
solo (G). A solução da equação é obtida por medições de Rn e G e de estimativas
de LE e H através da razão de Bowen ( β ).
O balanço de energia, baseado no princípio físico da conservação da
energia, relaciona as densidades dos Fluxos de energia disponível na vegetação
(radiação líquida) com a energia utilizada, principalmente o calor latente da
evaporação e o calor sensível nas variações de temperatura do ar e do solo
(PEREIRA et al., 2002).
Métodos micrometeorológicos quantificam estes fluxos e permitem avaliar
as transformações da energia radiante em calor latente e sensível, representando
assim, a contabilidade destas interações. A radiação líquida pode ser considerada
como
um
dos
elementos
meteorológicos
25
principais
no
processo
de
evapotranspiração, mesmo sob condições áridas em que por advecção, uma
quantidade de calor sensível do ar pode ser convertida em calor latente
(ROSENBERG et al., 1983).
De acordo com Silva (2003), a estimativa da evapotranspiração obtida pelo
sistema automático de Razão de Bowen, pode ser influenciada pela contribuição
advectiva provinda de áreas secas não irrigadas circunvizinhas à área irrigada,
principalmente em regiões de clima seco com ventos fortes.
Considerando que os fluxos advectivos são desprezíveis quando medidas
são efetuadas em área úmida, localizada nas proximidades de uma área tampão,
suficientemente grande, para que os gradientes horizontais de temperatura e
umidade sejam absorvidos e que a energia utilizada no processo fotossintético
não ultrapasse 3% do saldo de radiação, a equação do balanço de energia pode
então ser escrita na sua forma simplificada (VILA NOVA, 1973).
Por definição, a razão entre o fluxo de calor sensível (H) e o fluxo de calor
latente (LE) foi proposta por Bowen em 1926, como uma forma de estudar a
partição da energia disponível, devido à dificuldade de se determinar H e LE
diretamente. Esse método representa a contabilidade e as interações dos
diversos tipos de energia com a superfície, constituindo-se, basicamente, na
partição do saldo de radiação nos fluxos de calor latente e nos fluxos de calor
sensível no ar e no solo (FONTANA et al., 1991).
De acordo com Rosenberg (1983), a obtenção de LE e H só é possível na
presença de uma extensa bordadura (fetch), que deve chegar a proporção de
100:1.
Para Angus & Watts (1984) o método do balanço de energia considera a
igualdade entre os coeficientes de transferência turbulenta de calor sensível (Kh)
e latente (Kw) e esta é válida apenas para condições de estabilidade atmosférica,
próximo da neutralidade e as medições dos gradientes de temperatura e umidade
devem ser realizadas dentro da camada limite do fluxo de ar, implicando na
necessidade de um barlavento com extensão mínima de 100 vezes a altura da
cultura. Observaram, ainda, que este método se torna impreciso em condições
muito secas ou com considerável advecção de energia.
Por outro lado, Heilman & Brittin (1989), afirmam que, ao contrário de
outros métodos, para utilização do balanço de energia não são necessárias
informações sobre velocidade do vento nem das propriedades aerodinâmicas da
26
superfície vegetada. Concluíram, ainda, que o método não é afetado pelo
barlavento quando a razão de Bowen é pequena, ao invés da relação 1:100 citada
na literatura, podendo ser usado com precisão para barlavento vinte vezes a
altura da cultura (20:1).
Oliver & Sene (1992), ao calcularem os componentes do balanço de
energia através do método das correlações turbulentas, na cultura da videira, var.
Airen, na Espanha, em condições de sequeiro, com espaçamento de 2,5 x 2,5 m,
obtiveram, durante o período de 50 dias, da brotação até o completo
desenvolvimento foliar, a partição do saldo de radiação em 45% para o fluxo de
calor sensível, 28% para o fluxo de calor no solo e 27% para o fluxo de calor
latente. Ainda com a cultura da videira, Heilman et. al. (1994) no Texas,
verificaram grande contribuição do calor sensível gerado na superfície do solo no
balanço de energia.
Heilman et al. (1994) utilizando o razão de Bowen, realizaram o balanço de
energia na cultura da videira, variedade Chardonnay, em Lamesa (TX) conduzida
no sistema de espaldeira, num espaçamento de 3 x 1,7 m, durante oito dias. O
saldo de radiação variou de 12,5 a 8,9 MJ m-2d-1. Sob condições de instabilidade
acima das plantas, a partição desse saldo se deu como 17 a 28% para fluxo de
calor sensível, 11 a 29% para o fluxo de calor no solo e 46 a 61% para o fluxo de
calor latente.
Cunha et al. (1996), verificaram ao efetuarem o balanço de energia na
cultura do milho, no Rio de Janeiro, que o saldo de radiação foi fracionado em
80% para o fluxo de calor latente, em 14% para o fluxo de calor sensível e em 6%
para o fluxo de calor no solo. Resultados semelhantes foram encontrados por
Teixeira et al. (1997), com a cultura da videira, var. Itália, conduzida em sistema
de latada, no Sub-Médio São Francisco. Nesse último estudo, 82% do saldo de
radiação foram particionados em fluxo de calor latente, 13% em fluxo de calor
sensível e 5% em fluxo de calor no solo.
Pedro Júnior & Villa Nova (1981), verificaram em soja, valores de 72% para
o fluxo de calor latente de evaporação, 13% para fluxo de calor sensível e 15%
para fluxo de calor no solo, em relação ao saldo de radiação ou, como citam os
autores, da energia líquida disponível no meio.
Trambouze et al. (1998) utilizando o método do balanço de energia na
cultura da videira, concluíram que a vantagem desse método com relação a
27
outros, na estimativa da evapotranspiração, consiste no fato de poder ser usado
para período curtos.
O balanço de energia foi também utilizado por Burba et al. (1999), para
obtenção dos fluxos de calor latente e sensível de gramíneas (Pharagmites
australis) no centro-oeste do Estado de Nebrasca, EUA, em condições úmidas.
Na maior parte do desenvolvimento vegetativo o fluxo de calor sensível foi o
menor componente do balanço de energia. Durante os estádios iniciais e de pico
de crescimento vegetativo, a magnitude média diária foi de 25 W/m2, consumindo
cerca de 5 a 10% do saldo de radiação, aumentando em torno de até 50 W/m2 no
final da senescência. O fluxo de calor latente consumiu cerca de 80-90% do saldo
de radiação, porém durante a senescência esse percentual decresceu para 3080%.
Silva et al., (2005), em estudos realizados com capim Tanzânia (Panicum
maximum Jacq.) irrigado por pivô-central, concluíram que a estimativa da
evapotranspiração, obtida pelo sistema automático de razão de Bowen (SARB),
pode ser influenciada pela ausência de gradiente de temperatura e umidade em
períodos chuvosos e, também, pela contribuição advectiva, provinda de áreas
secas não-irrigadas circunvizinhas à área irrigada, para períodos secos,
principalmente em regiões de clima seco e com ventos fortes. Apesar desses
fatores, verifica-se, neste trabalho, que o SARB apresentou desempenho
satisfatório na estimativa da evapotranspiração. Os métodos de estimativa da
evapotranspiração, que utilizam variáveis ambientais com aquisição automática
de dados em tempo real, como o método da razão de Bowen, apresentaram
melhores resultados em relação a dispositivos lisimétricos para períodos secos,
se comparados com períodos chuvosos.
2.4.2 - Coeficiente de cultivo (Kc)
A determinação das necessidades hídricas de culturas, em seus diferentes
estádios de desenvolvimento, é uma etapa importante para o manejo de irrigação
(AMORIM NETO et al., 1996). Nos últimos anos, muitas pesquisas têm sido
realizadas, visando determinar as necessidades hídricas de culturas por meio do
coeficiente de cultivo (Kc), em seus diferentes estádios de desenvolvimento.
Souza et al. (1987), asseguram que estimativas confiáveis de coeficiente de
cultivo ao longo da estação de cultivo, permitem que se conheçam as
28
necessidades hídricas de uma determinada cultura, além de facilitar o
estabelecimento da freqüência e quantificação da irrigação, sem necessidade de
medição da umidade do solo.
O coeficiente de cultivo (Kc) é um parâmetro que é passível de ajuste e
está diretamente relacionado com a demanda hídrica e é influenciado pelo tipo de
cultura, pela idade fenológica da mesma e as características climáticas do local. O
Kc pode ser estimado para as fases de desenvolvimento inicial (kcini), médio
(kcmed) e final (kcfin), possibilitando, assim, a obtenção de parâmetros corrigidos
de acordo com a fase de desenvolvimento da cultura e o local de plantio
(AZEVEDO, 1998).
O coeficiente de cultura leva em conta os efeitos combinados das
características de perda por evaporação do solo e planta e, segundo Pereira &
Allen (1997), representa a integração dos efeitos de três características que
distinguem a evapotranspiração da cultura daquela de referência, ou seja, a altura
da cultura que afeta a rugosidade e a resistência aerodinâmica; a resistência de
superfície relativa ao par cultura - solo, que é afetada pela área foliar
(determinando o número de estômatos), pela fração da cobertura vegetal do solo,
pela idade e condição das folhas, e pelo teor de umidade na superfície do solo; o
albedo da superfície cultura-solo, que é influenciado pela fração de cobertura
vegetal e pela umidade na superfície do solo e influencia a radiação líquida
disponível na superfície, Rn, que é a principal fonte de energia para as trocas de
calor e de massa no processo de evaporação. Este coeficiente tem, portanto, um
complexo significado físico e implicações biológicas que necessitam ser
adequadamente compreendidos e modelados.
A razão entre a ETc e ETo origina o coeficiente de cultura (Kc), que
depende do estádio de desenvolvimento das plantas, do sistema de irrigação, da
configuração de plantio e das condições meteorológicas reinantes (ALLEN et al.,
1998). Jensen (1968), define como sendo o quociente entre a evapotranspiração
da cultura ETc e a evapotranspiração de referência ETo (Kc = ETc/ETo).
Em algumas culturas o Kc atinge valores superiores a unidade,
particularmente durante o subperíodo de maior consumo hídrico da cultura, o que
torna o termo potencial de significado questionável (DOORENBOS & PRUITT,
1977; CUENCA., 1982). Isso ocorre porque a equação de Penman foi derivada de
uma superfície coberta totalmente por uma vegetação baixa, em pleno
29
desenvolvimento vegetativo e sempre bem suprida de água, para uma condição
de evapotranspiração potencial ou perda total de água para a atmosfera. Nestas
condições é desprezível a resistência ao fluxo de vapor de água para a atmosfera.
Para contornar este problema, o termo evapotranspiração potencial foi substituído
por evapotranspiração de referência (ETo), significando o consumo hídrico de
uma cultura de grama de 2 a 5cm ou alfafa de 20 a 50cm de altura.
Os coeficientes de cultura variam com as características específicas de
cada cultura, estádio de desenvolvimento, época de plantio, densidade de plantio,
duração
da
estação
de
crescimento,
condições
de
umidade
e
clima
(DOORENBOS & PRUITT, 1977).
Cury e Campelo Júnior (2004), trabalhando com o híbrido Íris de mamona,
com ciclo de 110 dias, obtiveram produtividade de 2342,5 Kg/ha, com Kc médio
de 0,72, variando de 0,34 na emergência da cultura para 1,29 na floração e 0,86
na formação e enchimento dos frutos. A evapotranspiração média da cultura,
obtida com nível freático de 50cm, foi de 4mm/dia e o consumo médio acumulado
foi de 439,67mm.
2.4.3 - Eficiência de uso de água
Considerando-se que a agricultura é a grande responsável pelo consumo da
água no mundo e que há uma grande necessidade de incremento da área
irrigada, para manter os atuais níveis de incremento na produção de alimentos e
fibras, torna-se urgente o aumento da eficiência de uso de água para aumentar a
produção agrícola, sem incrementos na quantidade de água aplicada às culturas.
Portanto, se a atual eficiência de irrigação, a nível mundial, gira em torno de 37%
em média, torna-se imperioso o aumento da eficiência do uso de água, como
forma de incrementar a área irrigada, mantendo os atuais níveis de utilização dos
recursos hídricos do planeta (MARTINEZ-ÁUSTRIA, 2003)
A partir do último quarto do século passado, a comunidade científica tem
focado suas atenções nos problemas associados ao uso da água com vistas ao
aumento da produção das culturas. Essa preocupação tem contribuído para que
se entenda o papel da água na agricultura irrigada. A visão dos técnicos
vinculados à área de irrigação tem sido direcionada em três segmentos: o
primeiro grupo direciona seus trabalhos visando obter informações sobre a
quantidade de água que a planta necessita para que a cultura tenha o máximo de
30
rendimento; o segundo busca obter a máxima eficiência de uso da água e o
terceiro busca o máximo uso econômico da água, isto é, que a quantidade de
água aplicada à cultura deve aumentar até o ponto em que o custo de água seja
superado pelo lucro decorrente do acréscimo obtido no rendimento (VAUX &
PRUITT, 1983).
A resposta das plantas é o resultado de uma complexa interação de vários
processos fisiológicos que podem ser afetados de modo diferente em função do
déficit de água na planta (VAUX & PRUITT, 1983). De acordo com Hsiao &
Bradford (1983), as mudanças provocadas pelo estresse hídrico dependem da
severidade e duração do mesmo. Para Taylor & Willatt, (1983), há grande
evidência de que a eficiência de uso de água pelas plantas varia entre as
espécies no mesmo ambiente, entre diferentes condições climáticas, entre sítios e
estação do ano.
Kudrev (1994) considera que a água exerce influência em diversos
processos como assimilação de CO2, transpiração, expansão foliar e partição de
fotoassimilados para os diversos órgãos das plantas. A redução na quantidade de
água disponível às plantas leva à aceleração da respiração, ao aumento da
atividade das enzimas hidrolíticas e à redução na atividade fotossintética.
Segundo Lamaud et al. (1996), a eficiência de uso de água representa a
capacidade que a vegetação possui em assimilar carbono, enquanto limita as
perdas de água, através dos estômatos. Por sua vez, Grismer (2002) afirma que a
eficiência de uso de água depende da capacidade de assimilação de CO2 da
planta, conseqüentemente, da eficiência fotossintética da planta ou do tipo da
planta.
2.5 - Análise de crescimento
No estudo de fisiologia de comunidades vegetais, a análise de crescimento
se apresenta como uma técnica válida para estudar as bases fisiológicas da
produção e evidenciar as influências exercidas pelas variáveis ambientais,
genéticas e agronômicas (WATSON, 1952; REICHARDT; MEDINA, 1992).
A análise de crescimento é um método que descreve as condições
morfosiológicas da planta em diferentes intervalos de tempo, entre amostragens
sucessivas, com o objetivo de se acompanhar a dinâmica da produção
fotossíntetica, avaliada através da acumulação de matéria seca. Este método é
31
considerado internacionalmente como método padrão, para a estimativa da
produtividade biológica ou produtividade primaria das comunidades vegetais.
De acordo com Silva (1995), a análise matemática dos variáveis
morfofisiológicas da planta pode ser efetuada com base em duas metodologias: a
clássica e a funcional, em que a primeira permite uma estimativa de valores
médios, no intervalo entre duas amostragens, para facilitar a comparação entre
cultivares e tratamentos diversos, enquanto na metodologia funcional modelos
matemáticos são ajustados aos dados de matéria seca e área foliar, em função do
tempo.
A comunidade vegetal é dinâmica e sofre variações constantes tanto no
número como no tamanho, forma, estrutura e composição química dos indivíduos.
A análise quantitativa do crescimento é o primeiro passo na análise da produção
vegetal e requer informações que podem ser obtidas sem a necessidade de
equipamentos sofisticados. Tais informações são: a quantidade de material
contido na planta inteira e em suas partes (folhas, colmos, raízes e frutos) e o
tamanho do aparelho fotossintetizante (PEREIRA & MACHADO, 1987).
Segundo
Magalhães
(1986),
a
análise
descreve
as
condições
morfofisiológicas da planta em diferentes intervalos de tempo, permitindo
acompanhar a dinâmica da produtividade, avaliada por meio de índices
fisiológicos e bioquímicos. O autor relatou, ainda, que é um método a ser utilizado
na investigação do efeito dos fenômenos ecológicos sobre o crescimento, como a
adaptabilidade das espécies em ecossistemas diversos, efeitos de competição,
diferenças genotípicas da capacidade produtiva e influência das práticas
agronômicas sobre o crescimento. Afirma, ainda, que a determinação da área
foliar é importante, pois as folhas são as responsáveis pela captação de energia
solar e produção de matéria orgânica, através da fotossíntese.
Para o estudo dos efeitos ambientais sobre o crescimento dos vegetais,
são encontrados na literatura vários conceitos e técnicas de análise de
crescimento. Assim, a interferência do ambiente sobre a produção das culturas
pode ser evidenciada pelas alterações no crescimento dos vegetais (NILWIK,
1981). Para mensuração dessas alterações, o acúmulo de matéria seca é, talvez,
o parâmetro mais significativo, já que o mesmo é resultante da associação de
vários outros componentes (MAGALHÃES, 1985; COLL et al., 1988).
32
De acordo com Benincasa (1988) a análise de crescimento é um meio
acessível e preciso para se avaliar o crescimento e inferir a contribuição de
diferentes processos fisiológicos sobre o comportamento vegetal. Além disso,
essa técnica pode ser de grande valor na avaliação de diferenças intra e
interespecíficas das diversas características que definem a capacidade produtiva
da planta (MAGALHÃES, 1985).
Para Kvet et al. (1971), a análise de crescimento pode ser usada para a
avaliação da produtividade de culturas e permite que se investigue a adaptação
ecológica dessas culturas a novos ambientes, a competição entre espécies, os
efeitos de manejo e tratamentos culturais, a identificação da capacidade produtiva
de diferentes genótipos. Por outro lado, a análise quantitativa de crescimento é o
primeiro passo na análise da produção de comunidades vegetais, requerendo
informações obtidas através de características de crescimento. Entre os mais
utilizados estão o índice de área foliar, duração do índice de área foliar, taxa de
crescimento da cultura, taxa de crescimento relativo e taxa de assimilação líquida
(PEREIRA; MACHADO, 1987).
A mamoneira possui metabolismo complexo. É uma planta de metabolismo
C3, ineficiente, com elevada taxa de respiração, sobretudo nas folhas (Beltrão et
al. 2001) e daí, a importância das estimativas dos índices de crescimento, tais
como, taxa de assimilação liquida (TAL), taxa de crescimento relativo (TCR), área
foliar especifica (AFE), razão de área foliar (RAF), para melhor compreensão do
desenvolvimento desta cultura. Para poder obter estes índices faz-se o uso da
análise de crescimento, que segundo Pereira e Machado (1987), representa a
referência inicial na análise de produção das espécies vegetais, requerendo
informações que podem ser obtidas sem a necessidade de equipamentos
sofisticados. Tais informações são: a quantidade de material contido na planta
toda e em suas partes (folhas, colmos, raízes e frutos) e o tamanho do aparelho
fotossintetizante (área foliar), obtidos em intervalos regulares de tempo, durante o
desenvolvimento fenológico da planta (URCHEI et al., 2000).
Como o crescimento é avaliado por meio de variações em tamanho, de
algum aspecto da planta, geralmente morfológico, isso evidencia que a análise de
crescimento esta baseada no fato de que 90% em média da matéria seca
acumulada pelas plantas ao longo do seu crescimento, resulta da atividade
33
fotossintética, sendo que esta passa a ser o componente fisiológico de maior
importância neste tipo de estudo (BENINCASA, 1988).
Para Severino (2004), a determinação da área foliar de plantas é uma
importante ação que permite ao pesquisador obter indicativo de resposta de
tratamentos aplicados e lidar com uma variável que se relaciona diretamente com
a capacidade fotossintética e de interceptação de luz, interfere na cobertura do
solo, na competição com outras plantas e em outras várias características.
Maior alocação de assimilados para síntese de folhas, resulta maiores
valores de razão de peso folha e, conseqüentemente, aumento da RAF, que, toda
via, também pode advir de elevação da AFE, em resposta a adaptação da planta
a condição de baixa luminosidade ou baixa fertilidade de solo (POORTER, 1989).
De acordo Silva, et al. (2005), como TAL e RAF são componentes da TCR,
a observação destes vai permitir concluir, dependendo da cultura e das condições
do meio no qual essa se encontra, qual destes índices vai influenciar mais na
variação, ou se terão igual participação na determinação da TCR.
Para Beadle (1993), a análise de crescimento possibilita a estimativa de
taxas de crescimento que quantificam este balanço em determinado momento ou
intervalo de tempo de interesse. Esta é uma ferramenta bastante valiosa no
entendimento das adaptações da planta sob diferentes condições de meio e
manejo. A taxa de crescimento relativo (TCR) representa o incremento em peso
de matéria seca por peso de matéria seca já existente, num dado intervalo de
tempo (g.g-1.tempo-1). Ela pode ser obtida pelo produto da taxa assimilatória
líquida (TAL) pela razão de área foliar (RAF), o que a torna um importante índice
do crescimento vegetal, pois combina um fator fisiológico (TAL) e outro
morfológico (RAF) (POORTER, 1989).
2.5.1 - Analise de crescimento destrutiva
Esse método, apesar de ser relativamente fácil, a obtenção dos valores
primários necessários para estimar as características de crescimento, tais como:
taxa de crescimento absoluto (TCA), taxa de crescimento relativo (TCR), taxa de
assimilação líquida (TAL), entre outras, apresenta um grande inconveniente, pois
é necessário que as plantas sejam sacrificadas em cada fase da análise para
obtenção da matéria seca (SILVA et al., 2000).
34
O fundamento da análise clássica do crescimento é a medida sequencial
da acumulação de matéria orgânica e sua determinação é feita, normalmente,
considerando o peso seco da planta ou grupo de plantas. As plantas tomadas
como amostra, a cada tempo, devem representar a população em estudo, a fim
de que técnicas estatísticas apropriadas possam ser utilizadas (MAGALHÃES,
1986).
2.5.2 - Analise de crescimento não destrutiva
A análise não destrutiva, como o próprio nome indica, visa estudar o
crescimento das plantas, via medidas não destrutivas, podendo assim, serem
mensuradas os mesmos indivíduos durante o ciclo biológico. Neste caso, os
valores primários são: altura das plantas, diâmetro caulinar, área foliar.
2.6 - Partição de Assimilados
As variações na quantidade de biomassa e de área foliar em função do
tempo são empregadas na estimativa de índices fisiológicos, que podem
caracterizar a capacidade produtiva do genótipo. Por outro lado, as alterações de
fatores ambientais podem induzir às plantas a redirecionarem a distribuição dos
fotoassimilados, conseqüentemente, modificando o crescimento e a morfologia
(CONCEIÇÃO, 2004).
Para explicar o crescimento vegetal é necessário analisar o destino do
carbono fixado e, particularmente, sua partição entre as partes aéreas e as
radiculares e, dentro da parte aérea, a partição em folhas e hastes (NABINGER,
1997).
Sugundo o autor, existe uma hierarquia na partição de assimilados para a
fabricação dos diferentes compartimentos que compõem a biomassa vegetal
(folhas, hastes, ramificações e raízes).
A matéria seca total, geralmente, pode ser aplicada para definir a
produção. Os principais fatores responsáveis pela produção de matéria seca são
a área foliar, a taxa assimilatória líquida e a radiação solar incidente (MONTEITH,
1969).
A distribuição diferenciada dos fotoassimilados na planta entre diferentes
orgãos é denominada de partição. A distribuição dos fotoassimilados entre
diferentes rotas metabólicas dentro de uma mesma célula é denominada de
35
alocação. A partição dos assimilados, ou sua alocação, são regulados por
enzimas chaves que participam da síntese e degradação do amido e sacarose
(LOUREIRO, 2004).
O crescimento das plantas não é regulado somente pela assimilação de
carbono, mas também pela partição de assimilados, sendo a regulação de ambos
os processos, controlada pelo genótipo e pelo ambiente (ROCHER et al., 1989).
Durante a fase de crescimento, os assimilados são empregados
principalmente na formação de folha, as quais, logo a seguir aumentarão o
potencial de produção e a entrada de carbono na planta. Durante e após a fase
de floração, há um transporte de carboidratos predominantemente para os órgãos
reprodutivos, sendo que todas as outras partes da planta são supridas apenas
com o necessário para a manutenção (freqüentemente, ocorre a abscisão das
folhas mais velhas). Portanto, durante o curso da vida da planta, a partição dos
assimilados entre as folhas, caule e raízes varia consideravelmente (LARCHER,
2000).
2.7 - Eficiência econômica da cultura
Na região semi-árida do Nordeste brasileiro, a disponibilidade de água para
a irrigação é bastante escassa e diminui rapidamente em decorrência do aumento
da população, o que tem provocado competição com outros usos: humano,
animal e industrial. Esse fato impõe um uso mais eficiente dos recursos hídricos,
tanto em termos físicos como econômicos, uma vez que o custo de energia na
irrigação se constitui um dos fatores de produção que onera a atividade agrícola
irrigada. Nos empreendimentos agrícolas, os recursos de água e energia devem
ser otimizados, possibilitando a utilização dos demais insumos de produção e,
conseqüentemente, a obtenção de maiores produtividades com uma combinação
melhor dos insumos empregados (AZEVEDO, 2002).
Segundo Vaux & Pruitt (1983), para se obter o máximo rendimento de uma
área irrigada, procura-se fazer uma programação de irrigação, visando-se as
seguintes metas: otimizar a irrigação para obter o máximo de produção por área
irrigada; maximizar a produção por unidade de água aplicada pela irrigação;
maximizar os benefícios econômicos da exploração agrícola; economizar ou
minimizar as necessidades de energia.
36
De acordo com Frizzone & Andrade Jr. (2005), pode-se expressar as
variáveis da função de produção água-cultura de diferentes maneiras. A variável
independente “água” pode ser transpiração, evapotranspiração, lâmina de água
aplicada durante o ciclo da cultura, estado de água no solo, etc. Para o usuário da
irrigação, é mais interessante utilizar como variável independente a lâmina de
água aplicada à parcela, mesmo que apenas parte dela seja utilizada no processo
de evapotranspiração.
37
3 - MATERIAL E MÉTODOS
3.1 - Cultura e área experimental
Para o desenvolvimento desta pesquisa, experimentos foram conduzidos
na Estação Experimental da Embrapa Algodão localizada no município de
Barbalha-CE, em condições de campo nos anos de 2005 e 2006 nos lotes 10B e
10A, respectivamente. A área do local apresenta as seguintes coordenadas
geográficas: latitude 7º 19’ S, longitude 30º 18’ W, altitude de 415,74 m.
O estudo foi realizado com a cultura da mamona (Ricinus communis L.),
cultivar BRS Energia (EMBRAPA, 2007a), de ciclo precoce com 120 dias até a
colheita, sob regime de irrigação, plantada em fileiras simples em uma área de 1
ha, espaçamento de 0,60 x 0,37m, conforme recomendação de Gondim (2004) e
com uma população aproximada de 45.000 plantas por hectare. A BRS Energia
foi desenvolvida em rede pela EMBRAPA, EBDA e EMPARN e lançada em 2007.
As principais características da cultivar estão descritas na Tabela 3.1.
O preparo do solo constou de uma aração com arado escarificador seguido
de duas gradagens utilizando-se grade niveladora.
A recomendação para adubação com NPK - Nitrogênio (N), Fósforo (P2O5)
e Potássio (K2O) – foram sugeridas de acordo com as análises químicas dos
solos coletados em 2005 e 2006 e foram 55-40-20 e 55-40-10 kg ha-1,
respectivamente. Utilizou-se como fontes de nutrientes o sulfato de amônio, o
superfosfato triplo e o cloreto de potássio. No momento do plantio (fundação) foi
aplicada a dose total de fósforo, um terço (1/3) do nitrogênio e metade do
potássio. A adubação de cobertura foi efetuada aos 15 e 30 dias após a
emergência, aplicando-se o restante da dose recomendada sob a forma de uréia
e cloreto de potássio.
Para o controle de ervas daninhas foram efetuadas três capinas manuais
mantendo-se a lavoura livre de plantas daninhas durante os primeiros sessenta
dias após a emergência.
A colheita foi manual e realizada em duas etapas, a primeira quando o
primeiro cacho estava completamente seco e a segunda quando os demais
cachos atingiram o mesmo ponto.
38
Tabela 3.1. Principais características da variedade BRS Energia
BRS Energia
Características
Ciclo
média de 120 dias
Produtividade
1.800 kg ha-1 em sequeiro
Florescimento do 1º Cacho
30 dias após a germinação
Altura da planta
140 cm
Folhas
verdes com nervuras esverdeadas, (45-55 cm)
Caule
verde e possui cera
Sementes
rajadas com cores bege e marrom
Cachos
formato cônico e frutos indeiscentes
Tamanho do cacho
em média 80 cm
Número de frutos por cacho
Em média 100 (irrigada, espaçamento 1,0 x 0,5m)
Número de cachos por planta
mais comum 2 a 3, podendo chegar a 8
Teor de óleo
48%
Fonte: EMBRAPA-CNPA, 2007.
3.2 - Caracterização do clima
As normais climatológicas para este município no período de 1961-1990
(BRASIL,1992) são apresentadas na Tabela 3.2.
39
Tabela 3.2. Valores mensais das normais climatológicas, pressão atmosférica
(hPa), temperatura média (oC), temperatura máxima média (oC), temperatura
mínima média (oC), precipitação média (mm), evaporação média (mm); umidade
relativa média (%), insolação total (h) e nebulosidade do Município de Barbalha,
CE, 1961 – 1990.
Variáveis Meteorológicas
MÊS
Pres
Tmed
Tmax
Tmin
Prec
Evap
UR
Ins
Neb
Jan
963,8
25,5
32,1
21,2
172,5
160,0
68,0
216,4
7,0
Fev
964,3
24,8
30,9
21,1
191,4
124,3
74,0
191,9
7,0
Mar
964,4
24,5
30,3
20,9
234,3
107,7
80,0
196,4
6,0
Abr
964,9
24,5
30,1
21,2
209,8
100,5
79,0
206,1
6,0
Mai
965,9
24,1
30,0
20,6
48,1
145,8
73,0
224,9
8,0
Jun
967,4
23,8
28,4
19,3
20,8
161,3
67,0
240,0
5,0
Jul
968,4
23,8
29,9
19,1
11,5
224,8
61,0
252,4
7,0
Ago
967,3
24,9
31,7
18,1
5,6
268,7
53,0
281,8
3,0
Set
966,2
26,2
33,3
20,1
5,2
292,8
49,0
276,4
4,0
Out
963,8
26,7
34,1
21,1
2,5
262,9
51,0
268,9
5,0
Nov
963,8
26,8
33,9
21,8
4,8
223,7
53,0
256,4
5,0
Dez
963,8
26,3
33,1
21,7
92,2
216,1
55,0
234,4
6,0
Media
965,4
25,2
31,5
20,5
Soma
63,6
1001,4
2288,6
5,8
2848,0
Fonte: BRASIL, 1992.
3.3 – Caracterização do solo
O solo predominante na área experimental pertence à classe dos
NEOSSOLOS FLÚVICOS, anteriormente classificados como Aluviais Eutróficos
(EMBRAPA SOLOS, 1999). Esses solos são formados a partir de deposições
fluviais ao longo dos cursos de água, e são terraços tipicamente planos,
apresentando lençol freático elevado e drenagem insuficiente. A classificação
textural assim como as características físico-hídricas e químicas foram realizadas
no Laboratório de Irrigação e Salinidade do CCT/UFCG, e os resultados obtidos
para a profundidade do perfil na área de influência do sistema radicular da
mamoneira são encontrados nas Tabelas (3.3; 3.4 e 3.5).
40
Tabela 3.3. Análise textural e caracterização físico-hídrica do solo da área 10B da
Estação Experimental da EMBRAPA no ano de 2005 – Barbalha, CE.
Análise Textural
Profundidade (cm)
0 - 20
21 - 40
Areia
30,82
27,76
Silte
38,67
22,82
Argila
30,51
49,42
Franco-argiloso
Argiloso
1,29
1,33
Densidade real (g.cm )
2,65
2,54
Porosidade (%)
51,32
47,64
Granulometria (%)
Classificação Textural
-3
Densidade global (g.cm )
-3
Curva de Retenção de Umidade
Umidade (%)
0,10 atm
35,76
37,22
0,33 atm
27,38
28,62
1,00 atm
21,20
22,79
5,00 atm
16,53
17,42
10,00 atm
15,23
16,02
15,00 atm
14,11
14,74
Tabela 3.4. Analise textural e caracterização físico-hídrica do solo da área 10A da
Estação Experimental da EMBRAPA no ano de 2006 – Barbalha, CE.
Análise textural
Granulo
metria
(g.Kg-1)
Profundidade (cm)
0 – 10
10 – 20
20 – 30
30 – 40
40 – 60
60 - 100
Areia
398
378
337
317
297
297
Silte
189
189
189
169
169
149
413
433
474
514
534
554
Argiloso
Argiloso
Argiloso
Argiloso
Argiloso
Argiloso
1,37
1,36
1,35
1,36
1,38
1,36
2,65
2,65
2,65
2,65
2,65
2,65
0,48
0,49
0,49
0,49
0,48
0,49
Argila
Classificação
Textural
Densidade do solo
(kg.dm-3)
Densidade real
(kg.dm-3)
Porosidade
(m3/m3
Curva de Retenção de Umidade
Umidade
(%)
0,10 atm
22,50
21,95
21,63
22,47
21,18
23,24
0,33 atm
18,74
19,56
20,35
19,96
20,66
21,55
1,0 atm
13,70
14,03
14,11
17,14
17,15
18,11
5,0 atm
14,77
17,70
15,97
16,50
15,95
18,95
10,0 atm
17,09
19,47
16,18
15,92
17,36
18,07
15,0 atm
13,40
14,47
15,33
17,65
16,31
18,85
41
Tabela 3.5. Características químicas dos solos da Estação Experimental da
EMBRAPA, áreas 10B e 10A, na profundidade de 0-20 cm nos anos 2005 e 2006.
Barbalha - CE.
Experimento
2005
Experimento
2006
83,00
49,00
3,40
5,00
0,00
0,00
140,40
140,40
100
15,10
6,10
7,30
86,30
49,10
2,50
7,50
0,00
0,00
145,40
145,40
100
15,90
8,40
7,30
0,13
-
Características químicas
Cálcio
Magnésio
Complexo Sódio
sortivo
Potássio
mmolc/
Hidrogênio
dm3
Alumínio
Soma de bases (S)
Cap. de Troca de Cátions (CTC)
Saturação de bases (V), %
Matéria orgânica, g kg-1
Fósforo, mg dm-3
pH em água (1:2,5)
Condutividade elétrica do extrato de saturação,
dS.m-1
RAS (mmol L-1)1/2
Classificação em relação à salinidade
0,41
0,30
Não salino e Não sódico
3.4 - Etapas do estudo
Experimento 1 - Balanço de energia: O trabalho foi realizado nos anos de
2005
e
2006
em
condições
de
irrigação,
visando
a
estimativa
da
evapotranspiração da cultura utilizando o balanço de energia com base na razão
de Bowen (ETc_BERB), a determinação da eficiência de uso de água, a
caracterização da fenologia da cultura, a avaliação de variáveis biológicas, a
realização da análise de crescimento, a quantificação dos componentes de
produção e uma avaliação econômica da cultura irrigada.
Experimento 2 - Lâminas de irrigação: No ano de 2005 foi realizado um
experimento com cinco lâminas de irrigação, onde a lâmina máxima de água
aplicada foi de 679,94mm, determinada pelo consumo hídrico obtido durante o
ciclo da cultura no “experimento 1 - 2005” pela ETc_BERB. O delineamento
usado foi em blocos ao acaso e o experimento constou de 5 tratamentos e 6 seis
repetições. As parcelas foram constituídas por três fileiras de 10 m (0,6 x 3 x 10)
18m2. Os tratamentos representados pelas lâminas de água foram os seguintes:
T1 (403,19mm); T2 (512,74mm); T3 (562,36mm); T4 (627,59mm) e T5
(679,94mm).
42
Experimento 3 - Lâminas de irrigação: O experimento no ano de 2006 foi
realizado com quatro lâminas, sendo que a lâmina de água máxima aplicada foi
de 934,8mm e a lâmina de referência, determinada pelo consumo hídrico obtido
durante o ciclo da cultura no “experimento 1 - 2006” pela ETc_BERB foi de
649,7mm. O experimento constou de 5 tratamentos e 6 seis repetições.
O
delineamento usado foi em blocos ao acaso com 4 tratamentos e 6 repetições. As
parcelas foram constituídas por 5 fileiras de 12m (0,6 x 5 x 12) 36m2. Os
tratamentos representados pelas lâminas de água foram os seguintes:
T1 (541,1mm); T2 (649,7mm); T3 (801,8 mm) e T4 (934,8mm)
3.5. Experimento 1
O trabalho foi realizado em uma área medindo 100,0 x 100,0m (1 ha), onde
foram instalados sensores acoplados a um sistema de aquisição de dados para
determinação da evapotranspiração da cultura (Figura 3.1). O fornecimento de
água nas diferentes fases fenológicas durante todo o ciclo da cultura foi realizado
utilizando-se as informações obtidas pelo método do balanço de energia segundo
a razão de Bowen. Para determinar o rendimento, avaliar os componentes de
produção, medir variáveis biológicas e proceder a análise de crescimento
destrutiva, foram demarcadas cinco parcelas de 12 x 9m em uma faixa onde
foram coletadas amostras em fileiras adjacentes à área útil que serviram para a
estimativa de alguns componentes de produção e da produtividade; das
características morfofisiológicas da cultura através da análise de crescimento e da
partição de assimilados.
Cada parcela foi constituída de 15 fileiras de 12m de comprimento,
espaçadas de 0,60 x 0,37m, com área de 9m x 12m (108 m2). A área útil de cada
parcela ficou composta de 9 fileiras (9 x 0,6 = 5,4m) por 12m, correspondendo a
uma área de (5,4 x 12) 64,8m (Figura 3.2). A cada 20 dias foram coletadas quatro
plantas nas áreas adjacentes à área útil de cada parcela para determinação da
fitomassa das raízes, caule + folhas e frutos. Posteriormente a fitomassa foi seca
em estufa a 65oC, até as amostras ficarem com pesos constantes para
determinação da partição dos assimilados. Foram determinados na área útil das
parcelas dados de rendimento, crescimento e eficiência de uso de água.
43
Figura 3.1. Vista do Experimento 1 em áreas de 1 hectare em 2005 (E) e 2006
(D) com detalhe para o sistema de irrigação por aspersão, Barbalha-CE.
Figura 3.2. Detalhe da parcela do Experimento 1 realizado nos anos 2005 e 2006.
Barbalha - CE.
O ciclo de produção da mamoneira foi dividido em cinco estádios
fenológicos distintos: I) germinação até 10% de cobertura do solo; II) até
inflorescência do até 1º cacho; III) até inflorescência do até 2º cacho; IV)
inflorescência até maturação do 1º cacho; V) até maturação do 2º cacho.
3.5.1. - Eficiência de uso de água
A eficiência de uso da água foi determinada pela relação entre a
produtividade da mamona em baga (semente) e o volume de água aplicado à
44
cultura (m3), conforme estudado por Doorenbos & Kassam (2000), Yazar et al.,
(2002), Viana (2005) e Bezerra (2007) cuja expressão é a seguinte:
EUA 
P
V
(3.1)
Onde: P - corresponde a produção de mamona em baga (Kg); V - é o volume de
água aplicado na cultura – VA (m3).
3.5.2. Instalação do sistema de irrigação
No experimento 01, as irrigações foram efetuadas semanalmente, fazendose a reposição da água em função do consumo hídrico da cultura com base no
balanço de energia, segundo a razão de Bowen. Utilizou-se o método de irrigação
por aspersão com aspersores Agropolo, cujos bocais possuíam 3,2 x 5,4 mm,
trabalhando com uma pressão de serviço de 2,5 atm e espaçamento de 12 x 12m.
No experimento 02 foram aplicadas lâminas de água igual e abaixo do
volume determinado pelo método do balanço de energia baseado na razão de
Bowen, obtida no “Experimento 1”.
No experimento 03 foram aplicados lâminas de água acima e abaixo do
volume consumido estimado pelo método do balanço de energia baseado na
razão de Bowen.
3.5.3. Linha Central de Aspersores.
Nos experimentos 2 e 3, utilizou-se o Sistema de Linha Central de
Aspersores. A tubulação da linha central era composta por tubos de 6m, diâmetro
nominal 75 mm, contendo 8 aspersores AGROPOLO, tubo de subida de 1,00m,
posteriomente substituídos por tubos de subida de 1,5m em função do aumento
da altura das plantas, e espaçamento entre aspersores de 12 m. O Coeficiente de
Uniformidade de Distribuição de Christiansen (CUC) calculado para 2005 e 2006
foi de 85,0 %. Como foram feitos vários testes com coeficiente de uniformidade de
distribuição de Christiansen (CUC) foi possível calcular a quantidade de água que
estava sendo aplicado em cada faixa, de acordo com a distância das parcelas em
relação à linha central de aspersores.
45
3.5.4. Consumo hídrico da mamoneira BRS Energia
Para determinação da lâmina de água padrão a ser aplicada nos
experimentos 2 (2005) e 3 (2006), estimou-se a evapotranspiração da cultura
através do balanço de energia baseado na Razão de Bowen (ETC – BERB) no
“Experimento 1” (2005 e 2006). Esse critério foi adotado para que se pudesse
repor a quantidade de água que a cultura realmente consumiu no tratamento
padrão, sendo que as demais lâminas de água foram aplicadas em função desta
lâmina de referência.
3.5.5. Balanço de energia baseado na razão de Bowen
O balanço de energia no sistema solo-planta-atmosfera foi constituído pelo
saldo de radiação (Rn), fluxo de calor latente (LE), fluxo de calor sensível (H) e
fluxo de calor no solo (G). A estimativa da evapotranspiração da cultura foi obtida
a partir da equação simplificada do balanço de energia, conforme Rosenberg et
al. (1983):
Rn  LE  H  G  0 ..................................................................................(3.2)
No balanço de energia definido por esta equação é necessário assumir que
os fluxos descendentes são considerados positivos e os ascendentes são
considerados negativos (OHMURA, 1982; LOPES et al., 2001). De modo idêntico,
Silva et al., (2006) afirmam que neste processo, as densidades de fluxo que
chegam à camada vegetativa são positivas, enquanto as que saem são negativas.
A razão entre as densidades de fluxos de calor sensível (H) e latente (LE) foi
proposta por Bowen em 1926. Como volume de controle foi considerada a
superfície do solo como limite inferior e o topo da cultura como limite superior do
H
sistema. A razão de Bowen (   LE ) foi estimada de acordo com a expressão
(ROSENBERG et al., 1983):

T
P C  Kh  Z
H
 Kh  T
 0 P
 


.................................................(3.3)
LE
L  Kw  e
 Kw  e
z
De acordo com Verma et al. (1978), na ausência de advecção de calor
sensível e em condições de neutralidade atmosférica, Kh  Kw , e considerando
 T 
 z 
que  e   T e a razão de Bowen pode ser escrita da seguinte forma:


 z 
46
β=γ
ΔT
...................................................................................................(3.4)
Δe
Os símbolos usados nas equações acima descrevem os seguintes
parâmetros: k h e k w são os coeficientes de difusão turbulenta de calor sensível
e vapor d’água, respectivamente (m2.s-1); L é o calor latente de evaporação da
água (MJ.kg-1); C P é o calor específico do ar seco à pressão constante (MJ. Kg1 o
. C-1); P0 é a pressão atmosférica média local (kPa); ε é a razão entre as massas
moleculares da água e do ar seco (0,622); β é a razão de Bowen; ΔT = t 2 − t 1 e
Δe = e 2 − e 1 são as diferenças de temperatura do ar e da pressão parcial do vapor
d’água atmosférico, medidas em dois níveis acima da superfície vegetada
z  z 2  z1 e 
é o fator psicrométrico (kPa.oC-1), obtido através da seguinte
equação:
γ=
C P P0
Lε
= 0,665× 10− 3 P 0 ........................................................................(3.5)
A estimativa da pressão parcial do vapor d’água (kPa), nos dois níveis acima
do dossel da cultura, pode ser obtida através da equação de Ferrel (VAREJÃO
SILVA, 2001):
eT   e s Tu   0,000661  0,00115Tu Ts  Tu P0 .........................................(3.6)
sendo: eT  é a pressão parcial do vapor d’água (kPa); P0 é a pressão atmosférica
local (kPa); Ts e Tu são as temperaturas das termojunções seca e úmida
respectivamente, expressas em oC; es Tu  é a pressão de saturação do vapor
d’água a temperatura úmida - Tu (kPa), calculada pela seguinte equação:
 17,27Tu 
 .................................................................(3.7)
e s Tu   0,6108 exp
 Tu  237,3 
Para obtenção da densidade do fluxo de calor latente em função do saldo de
radiação, do fluxo de calor sensível no solo e dos gradientes verticais de
temperatura e vapor d’água, substitui-se a equação 3.3 na equação 3.2 obtendose então:
 Rn  G 
 .......................................................................................(3.8)
LE  
 1  
A densidade do fluxo de calor sensível foi obtida como resíduo da equação
do balanço de energia, conforme a equação:
47
H = Rn  LE  G .......................................................................................(3.9)
Os resultados obtidos com base nessa equação expressam os valores do
fluxo de calor latente (LE), geralmente são dados em W.m-2, enquanto a
evapotranspiração da cultura normalmente é expressa em mm. Para a obtenção
de ETc, em unidades de lâmina de água em um dado intervalo de tempo (mm.dia1
), faz-se necessário dividir o valor obtido na equação 3.8 pelo calor latente de
vaporização (L), integrando-se os resultados para o período do dia em que houver
energia disponível, ou seja, quando Rn – G > 0.
3.5.6. – Sistemática de coleta de dados e instrumentação
No interior da área experimental foi instalada uma torre micrometeorológica
em uma posição que permitiu a obtenção de uma bordadura, capaz de eliminar ou
diminuir o efeito advectivo.
Os instrumentos utilizados na coleta dos dados necessários na
determinação dos componentes do balanço de energia para estimativa da
evapotranspiração da cultura com base na razão de Bowen foram: dois
piranômetros para medição da radiação solar global (Rs) e refletida pela cultura
(Rr); um saldo radiômetro para medição do saldo de radiacão (Rn); dois
psicrômetros com termopares de cobre e “constantan”, instalados em dois níveis,
0,20 e 1,90m acima do dossel (topo) da cultura, com a finalidade de medir as
temperaturas de bulbo seco e úmido; dois anemômetros para medir a velocidade
do vento, em dois níveis, nas mesmas alturas dos sensores de temperatura; e,
dois fluxímetros para medir o fluxo de calor no solo, um posicionado a 0,02m
dentro de uma fileira e outro entre duas fileiras de plantas.
As leituras micrometeorológicas do experimento para fins do balanço de
energia foram armazenadas, em um sistema automático de aquisição de dados
(modelo CR 21X, Campbell Scientific.), programado para efetuar leituras dos
sinais analógicos a cada cinco segundos e armazenar médias a cada 20 minutos.
As médias foram coletadas em um módulo de armazenamento e, posteriormente
transferidas para um computador, onde foram processadas em planilhas
eletrônicas. O sistema de aquisição de dados foi alimentado por uma bateria de
12 Volts, mantida em condições de operação por um painel solar de 10 watts.
48
Figura 3.3. Detalhe da torre micrometeorológica com o sistema de aquisição de
dados (E) e do módulo de armazenamento (D). Barbalha, CE, 2005.
3.5.7 - Evapotranspiração de referência (ETo)
A evapotranspiração de referência (ETo), foi obtida com base no modelo da
FAO-Penmam-Monteith descritas por Allen et al. (1998).
ETo 

0,408 .  . Rn  G    . 900
.U
T  273
   . 1  0,34 . U 2


2
.ea  ed 
..................................(3.9)
Em que: ETo é a evapotranspiração de referência (mm.d-1); Rn é o saldo de
radiação (MJ m-2.dia-1); G é o fluxo de calor no solo (Mjm-2.d-1); T é a temperatura
média do ar (oC); U2 é a velocidade média diária do vento a 2m acima da
superfície (m.s-1); (ea-ed) é o deficit de pressão do vapor d’água (KPa 0C-1); ∆ é a
declinação da curva de saturação do vapor d’água (KPa 0C-1); γ é a constante
psicrométrica (KPa 0C-1).
3.5.8. - Coeficiente de cultura – Kc
O
coeficiente
de
cultivo
(Kc)
foi
obtido
pela
relação
entre
a
evapotranspiração da cultura (ETc), estimada pelo balanço de energia/razão de
Bowen e a evapotranspiração de referência (ETo), determinada pelo método
FAO-Penmam-Monteith, ou seja:
Kc  ETc / ETo .......................................................................................(3.10)
49
3.5.9 - Análise de crescimento
a) Análise de crescimento não destrutiva
As avaliações foram realizadas a cada 20 dias após a emergência, em
cada uma das parcelas. Foram selecionadas quatro (4) plantas representativas da
população da parcela para a análise de crescimento não destrutiva, que
compreende as seguintes variáveis: Altura média de plantas – corresponde a
distancia entre o colo da planta (superfície do solo) e a extremidade superior da
haste principal ou parte superior do cacho; diâmetro caulinar – diâmetro do caule
da planta à altura do colo, utilizando-se um paquímetro digital; área foliar da
planta – a área foliar das plantas foram estimadas de conformidade com a
equação 3.12, de acordo com o recomendado por Severino (2004). A área foliar
foi estimada a partir da seguinte equação:
S  0,2622 xP 2, 4248 ....................................................................................(3.11)
Sendo: S área foliar(cm2); P comprimento da nervura principal; A área foliar da
planta foi estimada a partir da seguinte equação:
n
AFP   AFi .....................................................................................(3.12)
i 1
Onde: AFP é a área foliar da planta (cm2) e n é o número de folhas da planta.
b) Análise de crescimento destrutiva
Para análise destrutiva, foram coletadas quatro plantas por parcela a cada
20 dias no experimento 1 (2005 e 2006) de tamanho representativo da população.
O material foi fracionado em raiz, caule + folha e fruto e as amostras foram
acondicionadas em sacos de papel e levadas para uma estufa de circulação
forçada, submetidas a uma temperatura de aproximadamente 65oC até atingirem
o peso constante, momento em que se poderá assegurar que foi obtido o peso
seco real. O material foi pesado em balança eletrônica com precisão de 0,01g.
A partir da medida dos valores obtidos a partir das referidas amostragens,
foi avaliada a eficiência fisiológica da mamoneira, efetuada a partir das análises
dos pesos secos da raiz, caule + folhas e frutos.
50
3.6. Experimento 2
Visando a determinação da eficiência de uso de água, da resposta fisiológica
e econômica da cultura da mamoneira BRS Energia, foram testados cinco lâminas
de água de irrigação. As lâminas foram aplicadas por meio de uma linha central
de aspersores e foram as seguintes: 403,19; 512,74; 562,36; 627,59 e 679,94mm.
O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com cinco
tratamentos e seis repetições, sendo cada parcela constituída de 3 fileiras de 10m
(0,6 x 3 x 10) 18 m2. A área útil ficou constituída de uma fileira de 10m (0,6 x 10m)
ou 6 m2. As variáveis avaliadas e procedimento estatístico são apresentadas a
seguir:
Figura 3.4. Experimento 2 detalhando a linha central de aspersores, área
experimental (E) e disposição das parcelas na área (D). Barbalha, CE, 2005.
51
3.6.1. Rendimento de grãos e de óleo
A produtividade de grãos foi determinada pela pesagem dos grãos de cada
área útil da parcela, com os valores sendo extrapolados para (Kg.ha-1). O
rendimento de óleo em kg ha-1, foi obtido a partir dos valores da produtividade de
grãos e do percentual de óleo das sementes de cada parcela na seguinte
expressão:
RO  (PTGxPO ) / 100 .........................................................................................(3.13)
Sendo: RO= Rendimento de óleo (kg ha-1); PTG = Produtividade Total de Grãos
(kg ha-1); PO= Percentual de óleo das sementes.
3.6.2. Percentagem de óleo das sementes
As sementes foram colhidas do primeiro cacho e foram encaminhadas ao
Laboratório da Embrapa Algodão em Campina Grande – PB, onde se determinou
o teor de óleo nas sementes com umidade corrigida para 10%, por Ressonância
Magnética Nuclear RMN de acordo com a metodologia descrita em Oxford
Instruments (1995).
3.6.3. Altura de inserção do primeiro cacho (AIPC)
Altura de inserção do racemo primário foi determinada a partir de medições
efetuadas na época da maturação, considerando-se para tanto a distância vertical
em metros do nível do solo até a inserção do racemo primário.
3.6.4. Altura de plantas e diâmetro caulinar
A altura média das plantas foi determinada com o auxílio de uma trena de
2m, da base da planta até a folha mais alta ou ápice do ultimo racemo.O diâmetro
caulinar foi determinado na época de maturação dos últimos racemos na base do
caule com o auxílio de um paquímetro.
3.6.5. Comprimento do primeiro cacho
Para determinação do comprimento cacho, considerou-se apenas o primeiro
cacho (racemo primário ou de primeira ordem), as medições foram efetuadas a
partir do ponto de inserção do mesmo, utilizando-se para tanto uma trena de 2m.
52
3.6.6. Número de cachos por planta e número de frutos por cacho
Foi determinado na época da maturação dos frutos, considerando até os
racemos de segunda ordem e aqueles de ramificações secundárias. Na obtenção
do número de frutos por cacho foram considerados apenas aqueles de primeira
ordem em plantas previamente identificadas ao acaso.
3.6.7. Peso de 100 sementes (g)
Foi realizado após secagem e beneficiamento dos frutos em balança
eletrônica de precisão com aproximação decimal.
3.6.8. Análise estatística
Os dados obtidos na experimentação foram submetidos a análise da
variância pelo teste F a 1% e 5% de probabilidade. Quando verificado efeito
significativo na análise da variância, procedeu-se a análise de regressão. Todas
as análises estatísticas foram procedidas pelo SAS, versão 9.1.3, através dos
procedimentos “PROC GLM e PROC NLIN” (SAS/STAT, 2004).
3.7. Experimento 3
Seguiu o mesmo delineamento do Experimento 02. Foram estudadas
quatro lâminas de água de irrigação: 541,1; 649,7; 801.8 e 934,8mm.
As lâminas de água de irrigação foram aplicados por meio de duas linhas
de aspersores e constituídos de quatro tratamentos e seis repetições. No
Experimento de 864 m2, cada unidade experimental tinha uma área de 36 m2,
constituída de cinco fileiras espaçadas por 0,60m (três metros de largura) por 12m
de comprimento. As duas fileiras das extremidades das parcelas foram
consideradas como bordaduras. As três fileiras centrais foram consideradas úteis
até sete metros de comprimento (0,60m x 3 fileiras x 7m = 12,6m 2). Os cinco
metros restantes foram destinados à análise destrutiva (0,60m x 3 fileiras x 5 m =
9,0 m2).
53
Figura 3.5. Detalhe da área do Experimento 3 aos 46 dias após emergência (E)
e da disposição das parcelas na área (D). Barbalha, CE, 2006.
Figura 3.6. Experimento 3 aos 82 dias após emergência, detalhando a área com
maior lâmina (E) e menor lâmina de água aplicada (D). Barbalha, CE, 2006.
Para a análise destrutiva, foram coletadas três plantas por parcela a cada 20
dias em fileiras adjacentes à área útil dos quatro metros restantes. A fitomassa
total da planta foi dividida em peso de raízes, caule + folhas e frutos. Após
secagem em estufa até as amostras ficarem com pesos constantes, determinouse a partição de assimilados (partição vegetativa da matéria seca) aos 20, 40, 60,
80 e 100 dias. As variáveis avaliadas e procedimento estatístico são
apresentadas a seguir:
54
3.7.1. Rendimento de grãos e de óleo
A produtividade de grãos foi determinada pela pesagem dos grãos de cada
área útil da parcela, com os valores sendo extrapolados para (Kg.ha-1).
3.7.2. Percentagem de óleo das sementes
As sementes foram colhidas do primeiro cacho e foram encaminhadas ao
Laboratório da Embrapa Algodão em Campina Grande – PB, onde se determinou
o teor de óleo nas sementes com umidade corrigida para 10%, por Ressonância
Magnética Nuclear RMN de acordo com a metodologia descrita em Oxford
Instruments (1995).
3.7.3. Número de internódios
O número médio de internódio no caule foi determinado no início da
floração, pela contagem a partir do nível do solo até a região de inserção do
racemo primário.
3.7.4. Altura de inserção do primeiro cacho (AIPC)
Foi determinada a partir de medições efetuadas na época da maturação,
considerando-se para tanto a distância vertical em metros do nível do solo até a
inserção do racemo primário.
3.7.5. Comprimento do primeiro (CCACHO1) e segundo cacho (CCACHO2).
Para determinação do comprimento dos cachos de primeira e segunda
ordem, as medições foram efetuadas a partir do ponto de inserção do mesmo,
utilizando-se uma trena.
3.7.6. Número de cachos por planta e Peso de 100 sementes (g)
Foi determinado na época da maturação dos frutos, considerando até os
racemos de segunda ordem e aqueles de ramificações secundárias. As sementes
foram pesadas após secagem e beneficiamento.
3.7.7. Número de frutos no primeiro e segundo cachos
Na obtenção do número de frutos por cacho foram considerados aqueles de
primeira e segunda ordem em plantas previamente identificadas ao acaso.
55
3.7.8. Crescimento e desenvolvimento da mamoneira, cultivar BRS Energia
Foram realizadas medições de altura e diâmetro caulinar aos 20, 40, 60, 80
e 100 dias após emergência das plantas (DAE).
3.7.9. Análise estatística
Os dados obtidos na experimentação foram submetidos a análise da
variância pelo teste F a 1% e 5% de probabilidade. Quando verificado efeito
significativo na análise da variância, procedeu-se a análise de regressão. Todas
as análises estatísticas foram procedidas pelo SAS, versão 9.1.3, através dos
procedimentos “PROC GLM e PROC NLIN” (SAS/STAT, 2004).
Neste trabalho, utilizou-se o modelo sigmóide e Yi 

1  e   ti 
  i , onde , 
e  são parâmetros a serem estimados, sendo  > 0 e  > 0.
Este modelo de regressão é indicado para estudos de crescimento de
animais e vegetais e vários softwares estatísticos, tais como o SAS e o Statistica,
estimam os seus parâmetros. Dentre estes softwares estatísticos, o SAS é o mais
utilizado pelos pesquisadores brasileiros devido a sua facilidade de programação.
Os dados das variáveis fisiológicas e de produtividade foram analisados
através de variância e teste F. Para o fator lâminas de irrigação, por ser de
natureza quantitativa, realizou-se a análise de regressão polinomial.
Às variáveis de crescimento (altura de planta e diâmetro caulinar), foram
analisados por estudos de regressão não linear, especialmente o modelo
sigmóide conhecido também por regressão logística (HOFFMANN, 1998). Para a
área foliar e fitomassa seca da planta, usa-se um modelo de regressão polinomial
cúbica, normalmente não se utiliza o modelo logístico para estas variáveis devido
a senescência foliar (CALBO et al.,1989 e 1989a; FERREIRA, 2000).
3.8 - Eficiência econômica da mamoneira, cultivar BRS Energia
A determinação da eficiência econômica foi realizada com a obtenção da
relação benefício custo (RBC) de cada um dos tratamentos testados e a taxa
marginal de retorno (TMR) obtida a partir da aplicação de diferentes lâminas de
irrigação na cultura da mamona.
56
As lâminas, aplicadas por meio de uma linha central de aspersores em 2005
foram de: 403,19; 512,74; 562,36; 627,59 e 679,94mm. As médias de rendimento
obtidas para cada lâmina foram calculadas e estimadas para um hectare.
Para realização da análise física e econômica da produção, foram coletadas
as informações de quantidade e custo dos insumos, o custo da mão-de-obra
utilizada e o custo do preparo de solo, visando estabelecer a curva de melhor
resposta, de acordo com a metodologia adaptada de Queiroz et al. (1996). Para
tanto foram obtidos as seguintes variáveis: Pi – Preço unitário de venda da mamona em
bagas (R$.kg-1); PDi – Produção obtida com a aplicação de LIi (kg.ha-1); LIi – Lâmina de irrigação
(mm); CITi – Custo independente do tratamento (R$.ha-1); CDTi – Custo dependente do tratamento
(R$.ha-1); PDi – Produção da mamona em bagas de cada tratamento (kg.ha-1); RBi – Renda bruta
auferida para cada tratamento (R$.ha-1); RLi – Renda líquida obtida por cada tratamento (R$.ha-1);
RBC – Relação benefício custo; TMR – Taxa marginal de retorno.
O custo independente do tratamento (CITi) correspondeu a todos os custos
de produção, com exceção daqueles diretamente relacionado ao custo da água,
do beneficiamento, da mão de obra da irrigação e da colheita, que variaram em
função dos tratamentos estudados. Portanto, o custo independente do tratamento
foi determinado a partir da seguinte expressão:
O custo independente do tratamento (CITi) correspondeu a todos os custos
de produção, com exceção daqueles diretamente relacionado ao custo da água e
de colheita, que variaram em função dos tratamentos estudados. Portanto, o
custo independente do tratamento foi determinado a partir da seguinte expressão:
CITi  C INS  C MO  C PS  ..........................................................................(3.14)
Onde: C INS corresponde ao custo dos insumos utilizados, C MO , ao custo com
mão-de-obra, C PS ao custo com preparo de solo, C A ao custo com água e C C
ao custo com colheita.
O valor do custo dependente do tratamento (CDTi) foi calculado com base
no preço de energia cobrado pela concessionária, relativo ao bombeamento da
água para irrigar um hectare, com o sistema de irrigação instalado (Almeida et al.,
2004), acrescido do custo de colheita, que variou em função do rendimento
obtido, o qual foi calculado segundo a expressão:
CDTi  C a  C c ........................................................................................(3.15)
57
Com base nestes parâmetros, foram calculadas a renda bruta (RBi) e a
renda líquida (RLi) para cada um dos tratamentos estudados, utilizando-se as
seguintes expressões:
Para renda bruta:
RB i = P i . PD i ............................................................................................(3.16)
Para renda líquida:
RLi  Pi .PDi  CITi  CDTi  ......................................................................(3.17)
A relação benefício/custo (RBC), resultante da razão entre os benefícios
auferidos pelo sistema de produção e o custo total do sistema, é dada pela
expressão:
RBC i=
RB i
CT i ..............................................................................................(3.18)
A taxa marginal de retorno (TMR), dada em percentagem, pode ser definida
pela relação entre a diferença de renda líquida (RLi) auferida entre dois
tratamentos em relação ao custo dependente dos tratamentos (CDT) entre dois
tratamentos testados, pode ser determinada pela equação:
TMRi i 1 
RLi  RLi 1
CDTi  CDTi 1 ........................................................................(3.19)
58
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. EXPERIMENTO 1 - 2005/2006
4.1.1. Condições climáticas e irrigações
Os principais elementos climáticos observados durante as campanhas
experimentais nos anos de 2005 e 2006 são apresentados nas Figuras 4.1; 4.2 e
4.3. A temperatura média no período de execução dos experimentos para o ano
de 2005 foi de 28,3°C, a média das temperaturas máximas 35,1°C e a média das
temperaturas mínimas de 21,6°C. Em 2006, a temperatura média foi de 28,1°C,
enquanto que a média das máximas foi 34,9°C e a média das mínimas 21,2°C
(Figura 4.1).
De acordo com dados fornecidos por BRASIL (1992), para as condições
normais de Barbalha – CE (1961 a 1990), no período de setembro a dezembro
‘’tem-se uma temperatura média 26,5°C, com a média das temperaturas máximas
33,6°C e a média das mínimas de 21,2°C. Para Severino (2007), em condições
adversas, como extremos de temperatura, é comum os racemos apresentarem
uma grande quantidade de flores masculinas e poucas femininas, o que provoca
redução da produtividade. Beltrão & Silva (1999), salientam que a variação da
temperatura deve ser de 20 a 35°C para que haja produções que assegurem valor
comercial, estando a temperatura ótima para a planta em torno de 28°C.
Temperaturas superiores a 40°C, provocam aborto das flores, reversão sexual
das flores femininas em masculinas e redução do teor de óleo nas sementes
Com relação à umidade relativa do ar, nos meses de outubro e novembro
de 2005 obteve-se valores médios de 48,7% e 50,4%, respectivamente, enquanto
que os valores normais (1961 a 1990), segundo BRASIL (1992), são de 58% e
60%, para os meses citados, respectivamente.
A radiação global média para o período do estudo foi de 21,94 W.m-2, com
máxima de 29,41 W.m-2. Os baixos valores de radiação global registrados entre
04 e 09 de dezembro de 2005, deve-se ao fato da ocorrência de precipitações e
da presença de uma forte nebulosidade. Na Figura 4.2, observa-se tendências
opostas entre radiação solar global e umidade relativa neste período.
Ainda para o ano de 2005, a evapotranspiração de referência acumulada
(ETo) foi de 601,15mm, calculada através do método FAO-Penmam-Monteith,
conforme descritas por Allen et al. (1998).
59
(a)
40
Temperatura (ºC)
35
30
25
20
T. min.
T. max.
T. med.
15
245 251 257 263 269 275 281 287 293 299 305 311 317 323 329 335 341 347
Dia Juliano
40
(b)
Temperatura (ºC)
35
30
25
20
T. min.
T. max.
T. med.
15
236 242 248 254 260 266 272 278 284 290 296 302 308 314 320 326 332 338
Dia Juliano
Figura 4.1. Valores diários de temperaturas máximas, médias e mínimas do ar
para os anos de 2005 (a) e 2006 (b). Barbalha, CE.
60
35
(a)
Radiação Global (MJ.m -2.dia-1)
30
25
20
15
10
5
0
245 253 261 269 277 285 293 301 309 317 325 333 341
Dia Juliano
90
(b)
Umidade Relativa (%)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
245 253 261 269 277 285 293 301 309 317 325 333 341
Dia Juliano
Figura 4.2. Variação estacional da radiação solar global (a) e da umidade relativa
do ar (b) no ano de 2005 para o município de Barbalha, CE.
61
A demanda evapotranspirativa média do período foi de 5,67 mm.dia-1. Em
termos de velocidade média do vento, foi constado para o período 1,49 m.s-1, com
máxima de 3,47 m.s-1 no dia 15 de setembro e mínima de 0,58 m.s-1 no dia 11 do
mesmo mês (Figura 4.3).
8
Velocidade do vento(m.s-1)
7
6
5
4
3
2
1
248 254 260 266 272 278 284 290 296 302 308 314 320 326 332 338 344
Dia Juliano
Figura 4.3. Variação estacional da velocidade do vento no ano de 2005 para o
município de Barbalha, CE.
62
Evapotranspiração de referência (m m-1.dia
)
8
7
6
5
4
3
245 251 257 263 269 275 281 287 293 299 305 311 317 323 329 335 341 347
Dia Juliano
Figura 4.4. Variação estacional evapotranspiração de referência no ano de 2005
para o município de Barbalha, CE.
4.1.2. Fenologia da mamoneira, cultivar BRS Energia
O ciclo de produção da mamoneira foi caracterizado em função da
ocorrência dos principais processos fisiológicos, sendo dividido em cinco fases
fenológicas distintas. A definição das fases fenológicas foi de acordo com as
observações realizadas no campo e caracterizadas conforme descritas nas
tabelas 4.1 e 4.2. Doorenbos & Pruitt (1997), recomendam, para culturas
extensivas, que o período vegetativo total seja dividido em quatro fases: inicial, de
crescimento, período intermediário e período final.
Verificou-se que a Fase 1 (F1) teve duração de 12 dias e correspondeu ao
período da emergência das plantas a até, aproximadamente, 10% de cobertura do
solo. O período de apenas 12 dias para que a cultura já tenha atingido 10% de
cobertura do solo, se deve ao fato de que esta foi submetida ao adensamento
(espaçamento de 0,60 x 0,37m), o que promoveu uma cobertura do solo mais
rapidamente. A Fase 2 (F2), teve duração de 25 dias e correspondeu a fase do
desenvolvimento vegetativo, foi de 10% de cobertura de solo a até o início da
floração, tendo sido incluído nesta o período de 5 dias referente ao surgimento
dos botões florais, período que antecedeu o surgimento das inflorescências. A
Fase 3 (F3) correspondeu à fase do início do desenvolvimento reprodutivo,
63
compreendeu um intervalo que foi do início da floração do primeiro cacho ou
racemo primário ao surgimento da inflorescência do segundo cacho ou racemo
secundário e teve duração de 17 dias. A fase 4 (F4), se estendeu do final da F3
até a maturação do racemo primário (1º cacho), teve uma duração de 35 dias
(Tabela 4.1) para o ano de 2005 e de 36 dias (Tabela 4.2) para o ano de 2006. A
Fase 5 (F5), que compreendeu à fase final do ciclo da cultura, compreendeu o
período entre a maturação do racemo primário até a maturação completa dos
racemos secundários, tendo duração de 17 e 18 dias, respectivamente, para os
anos de 2005 e 2006.
Tabela 4.1. Fases fenológicas da mamoneira, cultivar BRS Energia, no período de
02 de setembro a 16 de dezembro de 2005, Barbalha CE.
Fases do desenvolvimento
Período
Número de
(DAE)
dias
F1
Germinação até 10% de cobertura do solo
1-12
12
F2
F1 - até inflorescência do até 1º cacho
13-37
25
F3
F2 - até inflorescência do até 2º cacho
38-54
17
F4
F3 - maturação do 1º cacho
55-89
35
F5
F4 - maturação do 2º cacho
90-106
17
Total
106
Tabela 4.2. Fases fenológicas da mamoneira, cultivar BRS Energia, no período de
24 de agosto a 09 de dezembro de 2006, Barbalha CE.
Fases do desenvolvimento
Período
Número de
(DAE)
dias
F1
Germinação até 10% de cobertura do solo
1-12
12
F2
F1 - até inflorescência do até 1º cacho
13-37
25
F3
F2 - até inflorescência do até 2º cacho
38-54
17
F4
F3 - maturação do 1º cacho
55-90
36
F5
F4 - maturação do 2º cacho
91-108
18
Total
108
64
4.1.3. Evapotranspiração da cultura
Na
Figura
4.5
é
apresentado
o
comportamento
estacional
da
evapotranspiração diária ao longo do ciclo de desenvolvimento da mamoneira de
ciclo precoce, cultivar BRS Energia, para o período de 02 de setembro de 2005 a
16 de dezembro de 2005, período do ciclo da cultura, onde foram estimados os
valores de ETc pelo método do balanço de energia baseado na razão de Bowen.
Observa-se que houve muita variação da evapotraspiração ao longo do ciclo
fenológico da mamoneira no ano de 2005. O valor mínimo de ETc observado foi
de 3.29 mm.dia-1 na fase inicial de crescimento, aos nove de Setembro, oito dias
após a emergência das plantas (Dia Juliano 252). O valor máximo verificado foi de
7,65mm.dia-1 na fase de maior consumo hídrico da cultura, que foi a fase
compreendida entre a emissão da inflorescência do segundo cacho até a
maturação do cacho primário, aos sete de novembro de 2005 (sessenta e sete
DAE (Dia Juliano 311).
-1
Evapotranspiração da cultura (mm.dia
)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330 335 340 345 350
Dia Juliano
Figura 4.5. Evolução estacional da evapotranspiração diária da mamoneira BRS
Energia, obtida pela razão de Bowen, para Barbalha CE, 2005.
Não foi considerado, para fins de evapotranspiração mínima, os dias 06/12
(2,58 mm.dia-1), 07/12 (1,45 mm.dia-1) e 08/12 (1,02 mm.dia-1) aos 96, 97 e 98
DAE, respectivamente, devido a ocorrência de chuvas e a presença de uma forte
nebulosidade nesta fase, causando decréscimos acentuados nos valores de
65
evapotranspiração pelo método do BERB, faltando apenas oito dias para
completar o ciclo da cultura.
Na
figura
4.6
é
apresentado
o
comportamento
estacional
da
evapotranspiração diária ao longo do ciclo de desenvolvimento da mamoneira de
ciclo precoce, cultivar BRS Energia, para o período de 24 de agosto de 2006 a 09
de dezembro de 2006, período do ciclo da cultura, onde foram estimados os
valores de ETc pelo método do balanço de energia baseado na razão de Bowen
(ETc_- BERB).
A exemplo do ocorrido para o ano de 2005, verifica-se que houve bastante
variação da evapotraspiração ao longo do ciclo fenológico da mamoneira no ano
de 2006. O valor mínimo de ETc observado foi de 2,87 mm.dia-1 na fase inicial de
crescimento. O valor máximo verificado foi de 6,56 mm.dia-1 na fase de maior
demanda hídrica da cultura, que foi a fase compreendida entre a emissão da
inflorescência do segundo cacho até a maturação do cacho primário, aos
sessenta e dois dias após a emergência das plantas.
Evapotranspiração da cultura (mm.dia-1)
8
7
6
5
4
3
2
1
0
235 240 245 250 255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310 315 320 325 330 335 340 345
Dia Juliano
Figura 4.6. Evolução estacional da evapotranspiração diária da mamoneira BRS
Energia, obtida pela razão de Bowen, para Barbalha CE, 2006.
Esse comportamento bastante variável foi observado por Rodrigues (2003)
no
algodoeiro
herbáceo
cultivar BRS
66
201 e
por Bezerra
(2007), na
evapotranspiração do algodão colorido cv. BRS 200 – MARROM, irrigado. Estas
variações nos valores de ETc podem está associadas às variações da demanda
atmosférica que influenciam o processo, caracterizada pela radiação solar global,
efeito da velocidade do vento e da umidade relativa (ROSENBERG et al., 1983).
De acordo com Souza (2003), essa variação durante a mesma fase fenológica
pode ser decorrente das condições meteorológicas locais e da duração da fase
fenológica. Por sua vez Moura (2005), informa que o aumento da ETc, decorrente
da elevação da demanda evaporativa da atmosfera, dentre outros fatores, é
causada pelo aumento da radiação solar global.
A evapotranspiração da cultura da mamoneira apresentou, frequentemente,
valores mais elevados após irrigações ou chuvas, quando em decorrência da
maior disponibilidade de água no solo e da energia disponível para o processo de
evapotranspiração, estando de acordo com estes autores: (ROSENBERG et al,
1983; RODRIGUES, 2003; BEZERRA, 2007). A exceção a esta situação ocorreu
no final do ciclo da cultura, no período de 07 e 09 de dezembro. Constatou-se,
nesse período, dias consecutivos de intensa nebulosidade e precipitação,
acarretando quedas na temperatura (Figura 4.1), na evapotranspiração de
referência (Figura 4.3) e queda na radiação solar global com elevação
pronunciada na umidade relativa do ar (Figura 4.3), o que resultou em baixo valor
da evapotranspiração da cultura (Figura 4.5), mesmo com alto conteúdo de
umidade do solo.
Na Tabela 4.3 são apresentados os valores médios da evapotranspiração
(ETc_- BERB) da mamoneira, cultivar BRS Energia por fase fenológica, no
período de 02 de setembro a 16 de dezembro de 2005. Para valores médios da
evapotranspiração diária, por fase do ciclo fenológico, verifica-se um mínimo de
3,94 mm.d-1, no inicio do desenvolvimento vegetativo (Fase I) e um máximo, 6,31
mm.d-1 na fase IV, que compreende o período entre o surgimento da
inflorescência do segundo cacho e vai até a maturação do primeiro cacho.
Observa-se, ainda, na Tabela 4.3, que a evapotranspiração da cultura foi
crescente da Fase I até a Fase IV, onde alcançou o máximo e voltou a decrescer.
A evatranspiração total da cultura no ano de 2005 foi de 577,94mm, com um
consumo mínimo de 47.24 (período 12 dias) na fase inicial e um máximo de
220,93 (35 dias) na fase IV. O ciclo da cultura da mamona, período compreendido
entre a emergência das plantas até a maturação completa dos racemos de
67
segunda ordem, foi de 108 dias. O consumo total de água da mamoneira, cultivar
BRS Energia, estimado pela Razão de Bowen no ano de 2006, entre 24 de agosto
e 09 de dezembro, foi de 552,28mm, sendo o consumo mínimo na fase inicial de
47,59 e o consumo máximo na fase IV de 203,78mm.
Tabela 4.3. Valores médios da evapotranspiração da mamoneira, cultivar BRS
Energia em suas diversas fases fenológicas, no período de 02 de setembro a 16
de dezembro de 2005, Barbalha CE.
Número
Fase Fenológica
F1
Germinação até 10% de cobertura
ETc médio
-1
ETc da fase
de dias
(mm.d )
(mm)
12
3,94
47,24
25
5,30
132,55
17
6,09
103,60
do solo
F2
F1 - até inflorescência do até 1º
cacho
F3
F2 - até inflorescência do até 2º
cacho
F4
F3 - maturação do 1º cacho
35
6,31
220,93
F5
F4 - maturação do 2º cacho
17
4,33
73,62
Total
106
577,94
Tabela 4.4. Valores médios da evapotranspiração (ETc) da mamoneira, cultivar
BRS Energia em suas diversas fases fenológicas, no período de 24 de agosto a
09 de dezembro de 2006, Barbalha CE.
Fases fenológicas
F1
Germinação até 10% de cobertura
Número
ETc médio
ETc da fase
de dias
(mm.d-1)
(mm)
12
3,97
47,59
25
4,77
119,37
17
5,62
95,57
do solo
F2
F1 - até inflorescência do até 1º
cacho
F3
F2 - até inflorescência do até 2º
cacho
F4
F3 - maturação do 1º cacho
36
5,66
203,78
F5
F4 - maturação do 2º cacho
18
4,78
85,97
Total
108
68
552,28
4.1.4. Coeficiente de Cultura
Os valores do coeficiente de cultura médio (Kc_BERB) da cultura da
mamona precoce, irrigada pelo método da aspersão convencional, cv. BRS
Energia foram calculados por fase fenógica para um ciclo de cultivo de cento e
oito dias (Figura 4.7). Os valores foram obtidos dos valores médios da ETc_BERB
e da evapotranspiração de referência (ETo), determinada pelo método FAOPenmam-Monteith, para as respectivas fases fenológicas. A variação estacional
dos valores médios do coeficiente de cultivo (Kc) por fase fenológica para a
mamoneira irrigada, refere-se ao período de para o período de 02 de setembro a
16 de dezembro de 2005. Os valores médios de Kc por fase fenológica foram de
0,73; 0,92; 1,01; 1,11 e 0,87. O elevado valor de Kc inicial de 0,73 foi motivado
também pela ocorrência de um dia atípico de evapotranspiração no intervalo de
12 dias
que foi de 1,2mm.dia-1. O método de irrigação por irrigação aliada ao
1,6
método de determinação de evapotranspiração pela demanda atmosférica (Razão
1,4
de Bowen), possivelmente também influenciaram esses valores.
1,2De
acordo com Doorenbos & Pruitt (1997), durante a fase de crescimento
inicial, a evaporação na superfície do solo pode ser considerável, principalmente
1,0
quando este permanece úmido a maior parte do tempo, devido às irrigações ou
Kc
chuvas.
0,8 Daí a grande diversidade de valores de Kc durante a primeira fase do
período vegetativo. Assim, cada irrigação ou chuva pode produzir um forte
0,6
aumento de Kc, com uma redução menos pronunciada, porém sensível
0,4
posteriormente,
até chegar a próxima irrigação ou chuva.
Moura (2005), investigando a coeficiente de cultivo (Kc) da goiabeira pela
0,2
evapotranspiração da cultura (ETc) pelo método do balanço hídrico do solo
0,0
(ETc_BHS)
e pela evapotranspiração da cultura baseado na razão de Bowen
1
6
11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106
(ETC - BERB), adotou este último para
Diadeterminação
após emergênciado Kc da cultura.
69
Figura 4.7. Coeficiente de cultivo da mamoneira BRS Energia. Barbalha – CE,
2005
4.1.5. Dados de crescimento e rendimento da cultura
O rendimento médio de grãos (bagas) da cultura da mamona cv BRS
Energia no ano de 2005 foi de 3389 Kg.ha-1, em resposta a uma lâmina de água
aplicada de 679,94mm, enquanto que em 2006 a produtividade obtida foi de 3221
Kg.ha-1 para uma lâmina de água de 649,7mm (Tabela 4.5). Gondim (2004),
relata que o genótipo CSRN-142, material que originou a cultivar BRS Energia,
atingiu bom potencial produtivo e adaptação à região do Cariri cearense, com
produtividade máxima 3494 Kg.ha–1 em cultivo irrigado, plantado na configuração
de 0,60m x 0,37m, com freqüência de irrigação semanal. Com relação a
percentagem de óleo encontrada nas sementes de 49,65 em 2005 e de 50,20 em
2006, estes valores estão coerentes com aqueles divulgados para a cultivar que,
segundo a EMBRAPA (2007a), é de 48%.
A altura média de plantas verificada aos 100 dias após emergência foi
139,83cm para 2005 e 135,75cm em 2006, enquanto que o diâmetro médio
verificado foi de 21,96cm e 20,55cm para os anos de 2005 e 2006,
respectivamente (Tabela 4.6). Nestas condições de irrigação e densidade,
70
Gondim (2004), observou altura média de plantas de 134,4cm e diâmetro de
16,06cm.
Tabela 4.5. Rendimento médio de grãos e percentagem de óleo para a cultura da
mamona precoce irrigada nos anos de 2005 e 2006 em Barbalha – CE.
Rendimento (Kg.ha-1)
ANO
MÉDIA
P1
P2
P3
P4
P5
2005
3277
3444
3193
3754
3278
3389
2006
3534
3160
2937
3197
3278
3221
Percentagem de óleo
2005
51,12
48,75
49,14
49,89
49,33
49,65
2006
48,35
49,78
50,82
50,99
51,05
50,20
Tabela 4.6. Altura média de plantas e diâmetro caulinar para a cultura da mamona
irrigada aos 100 DAE nos anos de 2005 e 2006 em Barbalha – CE.
Altura de plantas (cm)
ANO
MÉDIA
P1
P2
P3
P4
P5
2005
150,50
143,50
148,00
133,50
123,65
139,83
2006
131,25
139,75
132,00
143,75
132,00
135,75
Diâmetro caulinar (cm)
2005
23,54
21,76
22,17
22,78
19,54
21,96
2006
17,99
20,42
22,02
19,68
22,64
20,55
Tabela 4.7. Valores dos componentes da produção número de cachos por planta
(CPP), número de frutos por cacho (NFC) e peso de 100 sementes (Kg) para a
cultura da mamona nos anos de 2005 e 2006 em Barbalha – CE.
Número de cachos por planta
ANO
MÉDIA
P1
P2
P3
P4
P5
2005
4,00
3,00
3,00
4,33
3,33
3,53
2006
3,00
4,50
3,00
3,00
4,00
3,50
Número de frutos por cacho (NFC)
2005
67
71
47
58
66
61,8
2006
52
57
61
57
56
56,6
Peso de 100 sementes (Kg)
2005
34,40
35,03
35,20
35,30
34,60
34,91
2006
34,88
35,20
34,80
35,20
36,40
35,30
71
Na Tabela 4.7 encontram-se os valores dos componentes da produção. O
número médio de cachos por planta encontrado para os dois anos foi de 3,53
(2005) e 3,50 (2006). Para a variável número de frutos por cacho esses valores
foram de 61,8 (2005) e 56,6 (2006). Com relação ao peso de 100 sementes,
esses foram de 34,91 e 35,30g, respectivamente para 2005 e 2006.
4.1.6. Eficiência de uso de água pela mamoneira
A partir da relação entre o rendimento da cultura e o volume de água
aplicado, foi determinada a eficiência de uso de água da cultivar BRS Energia. A
eficiência média verificada foi de 0,498 e 0,474 Kg.m-3, para os anos de 2005 e
2006, respectivamente (Tabela 4.8).
Tabela 4.8. Eficiência de uso de água (EUA) da mamoneira precoce irrigada cv.
BRS Energia para as 5 parcelas (P1 a P5) em 2005 e 2006 em Barbalha – CE.
Eficiência de uso de água (Kg.m-3)
ANO
MÉDIA
P1
P2
P3
P4
P5
2005
0,482
0,507
0,470
0,552
0,482
0,498
2006
0,520
0,465
0,432
0,470
0,482
0,474
A cultura foi adensada na configuração de 0,60 m x 0,37 m com freqüência
de irrigação semanal. Bezerra (2007), encontrou uma eficiência de uso de água
de 0,554 Kg.m-3, para um consumo de 514,5 mm e de 0,602 Kg.m-3 (411,6 mm),
para o algodoeiro BRS – Marron em condições de irrigação. Segundo o autor, a
maior eficiência no uso de água observada no tratamento que recebeu a menor
lâmina de irrigação pode estar associada às características genéticas da cultivar,
uma vez que se trata de material originário de genótipos do tipo “arbóreo” os
quais, dentre suas características, têm o alto nível de resistência à seca (FREIRE
et al., 2001).
72
4.2. EXPERIMENTO 2 - 2005
4.2.1. Rendimento de grãos e de óleo
De acordo com os resultados obtidos da análise de variância (Tabela 4.9),
constatou-se efeito significativo das lâminas de água aplicadas sobre o
rendimento de grãos (p≤ 0,01), rendimento de óleo (p≤ 0,01) e a altura de
inserção do primeiro cacho (AIPC) (p≤ 0,05) pelo teste F. Realizou-se a análise de
regressão e obteve-se as equações que melhor representam estas variáveis da
mamoneira precoce irrigada e adensada, em função das lâminas de água
aplicadas de 403,19; 512,74; 562,36; 627,59 e 679.94mm. A lâmina de água
máxima de 679,94 foi aplicada em função do consumo hídrico obtido pelo método
do balanço de energia baseado na razão de Bowen (ETc_BERB) e as demais
lâminas foram calculadas em função da lâmina máxima aplicada utilizando-se
uma linha central de aspersores.
Os valores de quadrados médios da análise de regressão para rendimento
de grãos e rendimento de óleo (R ÓLEO) encontram-se na (Tabela 4.10). De
acordo com a equação de regressão o modelo que melhor ajustou os dados
destas variáveis foi o polinomial linear (p≤ 0,01). Observa-se ainda não
significância para a regressão polinomial quadrática e cúbica (Tabela 4.10).
Pelos resultados obtidos, verifica-se que o rendimento em grãos da cultura
da mamona cultivar BRS Energia sob condições de adensamento de plantas
aumentou linearmente com o aumento da quantidade de água aplicada (Figura
4.8). O rendimento máximo obtido para a cultura foi de 3.361,72 Kg.ha-1 para uma
lâmina aplicada de 679.94mm, enquanto que as menores produtividades obtidas
foram de 2705,83; 2930,27; 3009,72 e 3178,88 Kg.ha-1; respectivamente, para as
quantidades de água aplicadas de 403,19; 512,74; 562,36; 627,59.
Azevedo et al. (1993) afirmam que, quanto maior a disponibilidade de água
no solo, maior a capacidade de absorção de nutrientes pelas raízes e maior a
eficiência fotossintética das folhas. Wanjura & Upchurch (2002) afirmam que a
manutenção do “status” ideal de água na planta, aliado ao controle de outras
variáveis como população de plantas, fertilidade de solo, controle de pragas,
doenças e ervas daninhas, são fatores essenciais para maximizar a produtividade
das culturas.
73
Tabela 4.9. Resumos das análises das variâncias para rendimento de grãos,
rendimento de óleo (R.ÓLEO), percentagem de óleo e altura de inserção do
primeiro cacho (AIPC). Barbalha, CE, 2005.
Fonte de Variação
Quadrados médios
GL
Rendimento
R ÓLEO
371076,37** 86810,46**
% Óleo
AIPC
1,656ns
176,349*
Tratamento
4
Bloco
5
59831,32ns
18129,08
1,059ns
23,136ns
Resíduo
20
35696,87
8254,14
0,971
53,615
6,22
6,07
1,99
10,17
CV (%)
Médias observadas
Lâmina
(Kg.ha-1)
(Kg.ha-1)
(%)
(cm)
403,19
2705
1347
49,80
63,39
512,74
2930
1465
50,17
71,50
562,36
3009
1450
49,04
72,11
627,59
3178
1555
48,92
75,22
679,94
3361
1667
49,60
77,72
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
Tabela 4.10. Valores de quadrado médio da análise de regressão para as
variáveis rendimento de grãos e rendimento de óleo (R ÓLEO). Barbalha - CE,
2005.
Fonte de Variação
Lâminas
GL
Quadrados médios
4
Rendimento
R ÓLEO
371076,370**
86810,46**
Linear
1
1458611,262**
317017,13**
Quadrática
1
19696,621ns
14040,14ns
Cúbica
1
1
5495,610ns
10843ns
Bloco
5
59831,325ns
18129,08
Resíduo
20
35696,88
8254,14
6,22
6,07
CV (%)
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
74
De acordo com estes autores, o potencial de água nas folhas é
extremamente sensível às mudanças do conteúdo de água no solo e o “status” de
água na planta afeta diretamente a turgescência celular, que concorre para o
crescimento dos órgãos vegetativos e reprodutivos das plantas. Severino (2007),
salienta que em condições adversas, como extremos de temperatura, carência
nutricional ou déficit hídrico, é comum os racemos apresentarem uma grande
quantidade de flores masculinas e poucas femininas, o que provoca redução da
produtividade. O número de flores femininas também é uma característica de
cada cultivar.
De acordo com a Figura 4.9, percebe-se que o rendimento de óleo variou
significativamente entre as lâminas de irrigação. Com a lâmina de 679,94mm,
observou-se o maior rendimento de óleo 1667 kg ha-1, enquanto que para a
menor lâmina de água aplicada (403,19mm) o rendimento foi de 1347 kg ha-1. Os
valores obtidos para a maior lâmina são superiores ao mencionado por
Koutroubas, et al. (2000), cuja estimativa é de 1352 kg ha-1 de óleo.
3600
Rendimento (kg.ha-1)
3400
3200
3000
2800
2600
2400
y = 1752,837 + 2,305x R 2 = 0.98
2200
2000
403.2
512.7
562.4
627.6
679.9
Lâminas de água (mm)
Figura 4.8. Rendimento em grãos da mamoneira precoce em função da aplicação
de diferentes lâminas de água de irrigação. Barbalha – CE, 2005.
75
Rendimento de Óleo (Kg.ha-1)
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
y = 898,47 + 1,074x R 2 = 0,98
1100
1000
403,2
512,7
562,4
627,6
679,9
Lâminas de água (mm)
Figura 4.9. Rendimento de óleo da mamoneira precoce cv. BRS Energia em
função da aplicação de diferentes lâminas de água de irrigação. Barbalha CE,
2005.
4.2.2. Percentagem de óleo das sementes
Não se observou efeito significativo para percentagem de óleo, denotando
que esta variável não foi influenciada pelas diferentes quantidades de água
aplicadas. No entanto, os teores de óleo das sementes em todos os tratamentos
estão próximos e acima daqueles informadaos para a cultivar BRS Energia, que é
de 48% (EMBRAPA, 2007a). De um modo geral, o teor de óleo das sementes de
frutos provenientes do racemo primário variou de 48.92% para a lâmina aplicada
de 627.59mm a 50.17% para a lâmina de 512.74mm. Freire et al., (2006) afirma
que a maior parte das cultivares plantadas comercialmente no Brasil possuem
teor de óleo variando entre 45% e 50%.
Souza (2007), estudando manejo cultural (incluindo suplementação
hídrica), constatou que os manejos culturais, bem como a interação entre
manejos e ordem de racemo não influenciaram significativamente o teor de óleo
na semente. Contudo, para o autor, tal característica variou com a ordem do
racemo na planta. Neste estudo, ainda, o maior teor de óleo foi verificado nas
sementes
dos
racemos
secundários
e
terciários,
que
foi
superior,
estatisticamente, ao teor dos racemos primários. Lins et al., (1976), verificaram
que as sementes dos racemos primários possuem conteúdo de óleo inferior as
76
dos secundários e terciários. Távora et al., (1974) também verificaram que os
racemos secundários e terciários apresentam maior teor de óleo do que aquelas
provenientes de racemos primários. Koutroubas et. al., (2000) salientam que as
condições ambientais interferem decisivamente no teor de óleo da semente,
especialmente temperatura e disponibilidade de umidade. Ainda, segundo o autor,
apesar disso os manejos utilizados com antecipação de plantio e uso de irrigação
suplementar não interferiram significativamente no teor de óleo das sementes.
4.2.3. Altura de inserção do primeiro cacho (AIPC)
Pela análise de variância, verificou-se efeito significativo das lâminas de
água aplicadas sobre a altura de inserção do primeiro cacho – AIPC (p≤ 0,05)
Realizou-se a análise de regressão e obteve-se a equação que melhor representa
a altura de inserção do primeiro cacho (AICP). De acordo com a equação de
regressão (y=44,237 + 0,063x, R2 = 0.99), o modelo que melhor ajustou os dados
da altura de inserção do primeiro cacho (p≤ 0,05) foi o polinomial linear (Figura
10). Para a menor lâmina irrigação (403,19mm), a AICP observada foi de
63,39cm; enquanto que para a maior quantidade de água aplicada de 679,94mm
foi de 77,72cm. Para SEVERINO (2006), a altura de inserção primeiro cacho é
uma característica ligada à precocidade da planta, sendo considerada mais
precoce a planta que lança o primeiro cacho em menor altura.
77
Altura de inserção do 1º cacho (cm)
80
78
76
74
72
70
68
66
y =44,237 + 0,050x R2 = 0.96
64
62
60
403.2
512.7
562.4
627.6
679.9
Lâminas de água (mm)
Figura 4.10. Altura de inserção do primeiro cacho da mamoneira precoce cv. BRS
Energia em função de diferentes lâminas de água. Barbalha CE, 2005.
4.2.4. Altura de plantas e diâmetro caulinar
Pelos resumos das análises das variâncias (Tabela 4.11), verificou-se que
os tratamentos adotados influenciaram significativamente o comportamento da
altura de plantas. Realizou-se a análise de regressão e obteve-se a equação que
melhor representa essa variável, em função das lâminas de água aplicadas de
403,19; 512,74; 562,36; 627,59 e 679.94mm. O poliniomial linear também foi o
modelo que melhor ajustou os dados de altura de plantas da mamona (p≤ 0,01) (y
= 64,772 + 0,109x; R2 = 0,98). Pelos resultados obtidos, verifica-se que a altura
das plantas aumentou linearmente com o aumento da quantidade de água
aplicada (Figura 4.11). A lâmina máxima de água aplicada (679,94mm)
proporcionou a maior altura de plantas que foi de 139,67cm, enquanto que para a
lâmina de 403,19mm, a altura média verificada foi de 108,50cm.
Para Rodrigues (2008), a mamoneira é sensível ao estresse hídrico
diminuindo o crescimento em altura, notadamente quando irrigada com nível de
60% da evapotranspiração. Em recente pesquisa com a cultivar BRS Nordestina
irrigada com águas residuárias tratadas de três indústrias de Campina Grande –
PB, Xavier (2007) constatou melhores resultados de crescimento nas plantas
78
conduzidas com 100% da água disponível. De forma geral, o resultado referente à
altura de plantas acompanhou o resultado ocorrido para a variável altura de
inserção do primeiro cacho, indicando que essas variáveis são correlacionadas,
corroborando com os resultados obtidos por Malta (2008). As diferentes
quantidades de água aplicadas não exerceram influência significativa no diâmetro
caulinar das plantas ao nível de 5% de probabilidade, mesmo com uma variação
considerável entre as lâminas de água de irrigação. O menor valor médio de
diâmetro verificado foi de 21,61cm para a lâmina de 512,71mm, enquanto que
para a lâmina de 679,94mm o diâmetro foi de 22,63cm. Provavelmente, uma
maior competição intraespecífica das plantas de mamona no plantio adensado
tenha ocorrido o que justificaria a não significância, mesmo com tratamentos
submetidos a deficits hídricos.
Tabela 4.11. Resumos das análise de variância para altura de plantas, diâmetro
caulinar e comprimento do primeiro cacho (CCACHO). Barbalha - CE, 2005.
Fonte de Variação
GL
Quadrados médios
Altura (cm)
Diâmetro (mm)
CCACHO (cm)
Tratamento
4
832,117**
1,201ns
16,543ns
Bloco
5
924,773**
8,452**
25,174ns
Resíduo
20
203,557
2,143
46,285
11,36
6,61
16,99
CV (%)
Lâmina
Médias observadas
(cm)
(mm)
(cm)
403,19
108,50
21,73
37,72
512,74
122,83
21,64
39,61
562,36
124,17
22,53
40,50
627,59
133,00
22,13
40,05
679,94
139,67
22,63
42,33
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
79
Tabela 4.12. Valores de quadrado médio da análise de regressão para as
variáveis altura de inserção do primeiro cacho (AIPC) e altura de plantas.
Barbalha - CE, 2005.
Fonte de Variação
Lâminas
GL
Quadrados médios
4
AICP
Altura
176,349*
832,117**
Linear
1
680,863**
3274,806**
Quadrática
1
1
1
1
11,511ns
0,320ns
9,233ns
26,454ns
Cúbica
Bloco
5
23,136ns
924,773ns
Resíduo
20
53,615
203,557
10,17
11,36
CV (%)
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
150
140
Altura (cm)
130
120
110
100
y = 64,772 + 0,109x R2 = 0.98
90
80
403,2
512,7
562,4
627,6
679,9
Lâmina de água (mm)
Figura 4.11. Altura de plantas de mamoneira precoce cv. BRS Energia em função
de diferentes lâminas de água. Barbalha CE, 2005.
80
4.2.5. Comprimento do cacho (CCACHO)
O comprimento do cacho (CCACHO), não foi afetado significativamente
pelas lâminas de água de irrigação ao nível de 5% de probabilidade. Os
comprimentos médios de cachos verificados foram de 37.72, 39.61; 40.50; 40.05
e 42.33cm, para as quantidades de água aplicadas de 403,19; 512,74; 562,36;
627,59 e 679.94mm. Estes valores são maiores do que os informados por
Carvalho (2005) que é de 33 cm. Vale salientar que os valores referentes a BRS
Nordestina, são de cachos provenientes de cultivos em condições de sequeiro,
onde não são informados a ordem dos racemos.
4.2.6. Número de cachos por planta e número de frutos por cacho
Pelos quadrados médios de tratamentos não verificou-se efeito significativo
das diferentes quantidades de água aplicado à mamoneira sobre os componentes
de produção que são o número médio de racemos por planta e o número de
frutos no primeiro cacho e peso de 100 sementes ao nível de 5% de probabilidade
pelo teste F. (Tabela 4.13). De um modo geral, o número médio de racemos
variou de 3 a 3,5 por planta, com uma tendência crescente entre as lâminas
intermediárias. A mesma tendência foi observada para o número de frutos por
planta, os valores médios observados para esta variável foram de 47.00, 54.50,
53.00, 55.05 e 59.00 frutos, de acordo com as lâminas em ordem crescente de
aplicação. Embora não tenha sido avaliado neste ensaio o número de frutos nos
racemos de segunda ordem, possivelmente a combinação dos componentes de
produção CPP e FPC determinaram os rendimentos de sementes e de óleo
altamente significativos. Souza (2007), esclarece a importância do número de
racemos por planta na produtividade da cultura. Koutroubas et al., (2000),
enfatizam o efeito benéfico da irrigação sobre o número de racemos no
rendimento
81
Tabela 4.13. Resumos das análises das variâncias para o número de cachos por
planta (CPP), número de frutos por cacho (FPC) e peso de 100 sementes
(100SEM), Barbalha, CE, 2005.
Fonte de Variação
GL
Quadrados médios
CPP
FPC
P100S
Tratamento
4
0,195ns
113,918ns
0,418ns
Bloco
5
0,291ns
41,990ns
0,170ns
Resíduo
20
0,235
97,649
0,644
6,95
18,40
2,29
CV (%)
Lâmina
Médias observadas
(Und)
(Und)
(g)
403,19
3,00
47,00
34,70
512,74
3,22
54,50
35,07
562,36
3,33
53,00
34,80
627,59
3,27
55,05
35,37
679,94
3,50
59,00
34,87
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
4.2.7. Peso de 100 sementes (100SEM)
Pelo resumo da análise da variância para os dados do peso de cem
sementes, não não foi constatado efeito significativo ao nível de 5% de
probabilidade pelo teste F, revelando que as lâminas de água de irrigação não
exerceram influência para este componente de produção da mamoneira. O peso
médio de cem sementes para esse ensaio foram de 34,70; 35,07; 34,80;,35.37 e
34,87
para
as
lâminas
de
403,9;
512,74;
562,36;
627,59
e
679,94;
respectivamente.
4.2.8. Eficiência de uso de água
A partir da relação entre o rendimento da cultura e o volume de água
aplicado, foi determinada a eficiência de uso de água da cultivar BRS Energia
para as diferentes lâminas de água de irrigação aplicadas (Tabela 4.14). A cultura
82
foi adensada na configuração de 0,60 m x 0,37 m com freqüência de irrigação
semanal. A eficiência de uso de água observada para a cultura da mamona foi de
0,6711; 0,5715; 0,5352; 0,5065 e 0,4944 para lâminas de água de 403,19; 512,74;
562,36; 627.59 e 679.94; respectivamente. Bezerra (2007), encontrou uma
eficiência de uso de água de 0,554 Kg.m-3, para um consumo de 514,5 mm e de
0,602 Kg.m-3 (411,6 mm), para o algodoeiro BRS – Marron em condições de
irrigação. Como a mamoneira, a planta do algodoeiro também é tida como
resistente à seca. Segundo o autor, a maior eficiência no uso de água observada
no tratamento que recebeu a menor lâmina de irrigação pode estar associada às
características genéticas da cultivar, uma vez que se trata de material originário
de genótipos do tipo “arbóreo” os quais, dentre suas características, têm o alto
nível de resistência à seca (FREIRE et al., 2001).
Tabela 4.14. Eficiência de uso de água da maomeneira BRS Energia em resposta
a diferentes quantidades de água aplicadas.
Lâmina (mm)
403,19
512,74
562,36
627,59
679,94
Rend. (Kg.ha-1)
2705,8
2930,3
3009,7
3178,9
3361,7
EUA (Kg.m-3)
0,6711
0,5715
0,5352
0,5065
0,4944
83
4.3. EXPERIMENTO 03 - 2006
4.3.1. Rendimento de mamona em grãos
De acordo com os resumos das análises das variâncias para os dados
coletados,
verificou-se
que
os
tratamentos
adotados
influenciaram
significativamente as variáveis rendimento (p ≤ 0,01) e número de internódios até
o primeiro o cacho (NINT) (p ≤ 0,01) (Tabela 4.15). Pelos quadrados médios,
ainda se observa que as diferentes quantidades de água aplicadas não
influenciaram a percentagem de óleo das sementes ao nível de 5% de
probabilidade. Como as diferentes quantidades de água ou lâminas referem-se a
um fator quantitativo, realizou-se a análise de regressão e obteve-se a equação
que melhor representa o rendimento e o número de internódios por planta em
função das lâminas de água aplicadas de 541,1; 649,7; 801,8 e 934,8. Os valores
de quadrados médios para a análise de regressão do rendimento e do número de
internódios encontram-se na (Tabela 4.16). De acordo com a equação de
regressão o modelo que melhor ajustou os dados para rendimento foi o polinomial
quadrático (Figura 4.12) e para o número de internódios foi o polinomial linear (p≤
0,01) (Figura 4.13).
Observa-se, pelos resultados obtidos, que o rendimento da mamoneira.foi
afetado pelas diferentes lâminas de água, sendo que a lâmina que proporcionou
maio produtividade foi aquela aplicada em função do consumo da cultura pelo
balanço energia com base na razão de Bowen (ETc_BERB), que foi a lâmina de
referência. A produtividade máxima foi obtida para a lâmina de 649,7 foi de
3245,8 Kg.ha-1, com rendimento superior em 17% (2773,3 Kg.ha-1), 29% (2518,4
Kg.ha-1 e 109% (1555 Kg.ha-1), com relação às lâminas de 541,1; 801,8 e 934,8;
respectivamente.
Gondim (2004), relata que o genótipo CSRN-142, que originou a cultivar
BRS Energia, atingiu bom potencial produtivo e adaptação à região do Cariri
cearense, com produtividade máxima 3494 Kg.ha–1 em cultivo irrigado, plantado
na configuração de 0,60m x 0,37m, com freqüência de irrigação semanal. Souza
(2007), estudando o manejo da cultura com cultivares de porte médio e ciclo
tardio, concluiu, que o uso da irrigação a partir de julho quando a estação chuvosa
havia acabado, e a cultura já se encontrava em plena produção, não propiciou
ganhos significativos de produtividade, apesar de as plantas terem consumido
84
uma maior quantidade de água. Tal fato, evidencia que a suplementação hídrica
nos estádios mais avançados da cultura não é uma prática vantajosa, e que
possa garantir ganhos significativos de produtividade. Desse modo, é provável
que a mamoneira utilize de forma eficiente, o suprimento hídrico disponível no
início do ciclo de vida, e com isto consiga assegurar boas produtividades, mesmo
após o término da estação chuvosa ou com a suspensão da irrigação. O autor
ainda relata produtividades de 4.252 kg.ha-1, com suplementação hídrica via água
de irrigação por gotejamento para a cultivar “BRS 149 Nordestina” que, segundo
Beltrão (2001) pode produzir entre 3.500 e 4.500 kg.ha-1. Távora (1982), enfatiza
que a disponibilidade hídrica independente do uso da irrigação pode ser mais
importante no início do estabelecimento da cultura do que após este período.
Tabela 4.15. Resumos das análises das variâncias para rendimento, percentagem
de óleo e número e interrnódios. Barbalha, CE, 2006.
Quadrados Médios
Fontes de Variação
GL
Rendimento
% Óleo
NINT
Tratamentos
3
3044490,42**
2,559ns
7,68**
Bloco
5
34375,97ns
1,584ns
1,61ns
Resíduo
15
42694,12
2,892
0,94
8,19
2,89
7,85
CV (%)
Médias observadas
Lâmina
-1
(Kg.ha )
(%)
(Und)
541.1
2773.3
49,24
11,00
649.7
3245.8
50.68
11,83
801.8
2518.4
50,44
12,83
934.8
1555.0
50,47
13,58
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
85
Tabela 4.16. Valores de quadrado médio da análise de regressão para as
variáveis rendimento e número de internódios. Barbalha - CE, 2006.
Quadrados Médios
Fontes de Variação
GL
Lâminas
3
Rendimento
NINT
3044490,424**
7,68**
Linear
1
6211486,450**
22,94**
Quadrática
1
2633706,380**
0,088ns
Cúbica
1
288278,442*
0,0003ns
Bloco
5
34375,979ns
1,613
Resíduo
15
42694,12
0,935
ns
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, ( ) não significativo, pelo teste F.
3500
Rendimento (kg.ha-1)
3000
2500
2000
y = -5513,52 + 26,32x - 0,02x2 R2 = 0,97
1500
1000
541,1
649,7
801,8
934,8
Lâminas de água (mm)
Figura 4.12. Rendimento da mamoneira precoce aos 125 DAE, em função da
aplicação de diferentes quantidades de água. Barbalha CE, 2006.
86
4.3.2. Percentagem de óleo das sementes.
Não se observou efeito significativo para percentagem de óleo, denotando
que essas variáveis não foram influenciadas pelas diferentes quantidades de
água aplicadas. No entanto, os teores de óleo das sementes em todos os
tratamentos estão próximos e acima daqueles informadaos para a cultivar BRS
Energia que é de 48%. (EMBRAPA, 2007). De um modo geral, o teor de óleo das
sementes de frutos provenientes do racemo primário variou de 49,24% para a
lâmina aplicada de 541,1mm a 50.68% para a lâmina de 649,7mm. Freire et al.,
(2006) afirmam que a maior parte das cultivares plantadas comercialmente no
Brasil possuem teor de óleo variando entre 45% e 50%.
Lins et al., (1976) verificaram que as sementes dos racemos primários
possuem conteúdo de óleo inferior as dos secundários e terciários. Távora et al.,
(1974) também verificaram que os racemos secundários e terciários apresentam
maior teor de óleo do que aquelas provenientes de racemos primários.
Koutroubas et al., (2000), salientam que as condições ambientais interferem
decisivamente no teor de óleo da semente, especialmente temperatura e
disponibilidade de umidade. Apesar disso os manejos utilizados com antecipação
de plantio e uso de irrigação suplementar não interferiram significativamente no
teor de óleo das sementes.
4.3.3. Número de internódios
Pelos resultados obtidos, verifica-se que o número médio de internódios da
cultura da mamona cultivar BRS Energia sob condições de adensamento de
plantas aumentou linearmente com o aumento da quantidade de água aplicada
(Figura 4.13.).
Assim, foi observado um número médio de 13,58 internódios para a maior
lâmina de 934.8, enquanto que os números médios de 11,00; 11,83; e 12,83;
ocorreram quando da utilização das lâminas de 541,1; 649,7; 801,8mm,
respectivamente. As condições ambientais iniciais de elevada disponibilidade de
umidade para as plantas na maior lâmina de água, possibilitou a emissão de um
maior número de internódios no início do ciclo. Souza (2007), afirma que a altura
de plantas, o número de internódios e a precocidade mantêm estreita relação
entre si, e o número de internódios é um bom indicativo da precocidade da
87
cultura. Kittock e Williams (1968) afirmaram que a data de plantio e as condições
ambientais afetaram significativamente o número de internódios da mamoneira.
16
15
Número de internódios
14
13
12
11
10
y = 7,521 + 0,06x R2 = 0.9961
9
8
541,1
649,7
808,1
934,8
Lâminas (mm)
Figura 4.13. Número de internódios até primeiro cacho da mamoneira precoce
aos 125 DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de água.
Barbalha CE, 2006.
4.3.4. Altura de inserção do primeiro cacho (AIPC)
Constatou-se efeito significativo para a variável altura de inserção do
primeiro cacho (AIPC) (p ≤ 0,01), comprimento do primeiro cacho (CCACHO1) (p
≤ 0,05) e comprimento do segundo cacho (CCACHO2) (p ≤ 0,01). Pelos resumos
das análises das variâncias (Tabela 4.17), verificou-se que os tratamentos
adotados influenciaram significativamente o comportamento das variáveis.
Realizou-se a análise de regressão e obteve-se a equação que melhor representa
a altura de inserção do primeiro cacho (AIPC), o comprimento do primeiro cacho
(CCACHO1) e o comprimento do segundo cacho (CCACHO2) da mamoneira
precoce irrigada cultivar BRS Energia, em função das lâminas de água aplicadas
de 541,1; 649,7; 801,8 e 934,8mm (Tabela 4.18).
88
Tabela 4.17. Resumos das análises das variâncias para altura de inserção do
primeiro cacho (AIPC), comprimento do primeiro cacho (CCACHO1) e
comprimento do segundo cacho (CCACHO2). Barbalha – CE, 2006.
Quadrados Médios
Fontes de Variação
GL
Tratamentos
3
Bloco
5
Resíduo
15
AIPC
188,728**
59,113
CV (%)
ns
CCACHO1
CCACHO2
66,135*
68,983**
16,604
ns
4,645ns
21,972
11,271
7,871
6,06
9,25
14,87
Médias observadas
Lâmina
(cm)
(cm)
(cm)
541.1
69,25
36,13
21,04
649.7
78,25
40,52
22,39
801.8
80,42
36,15
16,83
934.8
81,66
32,40
15,23
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
Tabela 4.18. Valores de quadrados médios da análise de regressão para altura de
inserção do primeiro cacho (AIPC), comprimento do primeiro cacho (CCACHO1) e
comprimento do segundo cacho (CCACHO2). Barbalha – CE, 2006.
Quadrados Médios
Fontes de Variação
Lâminas
GL
AIPC
CCACHO1
CCACHO2
188,728**
66,135 **
68,983 **
440,640**
83,857 **
168,757 **
1
100,517*
85,109 **
7,173 *
1
ns
ns
3
Linear
Quadrática
Cúbica
25,028
24,434
31,019 ns
Bloco
5
59,113ns
16,604 ns
4,645 ns
Resíduo
15
21,97
11,27
7,87
(**) significativo a 1%, (*) significativo a 5%, (ns) não significativo, pelo teste F.
O modelo que melhor ajustou os dados para AICP foi o polinomial
quadrático (Figura 4.14). Os valores médios da altura de inserção primeiro cacho
ou
racemo
primário,
que
foram
de
69,25;
78,25;
80,42
e
81,66cm,
respectivamente, para as lâminas de 541,1; 649,7; 801,8 e 934,8; podem ser
visualizados na Tabela 4.17. Estes resultados encontrados para uma maior altura
corroboram com aqueles encontrados por Souza (2007) quando estudou
espaçamento e suplementação hídrica na cultura. Koutroubas et. al., (2000)
89
relatam que a altura de inserção do racemo primário teve incremento com o uso
da irrigação e houve um aumento contínuo na medida em que se elevou a
quantidade de água fornecida para a cultura. Kittock e Williams (1968) também
verificaram que a altura do primeiro racemo reduziu com o atraso do plantio,
especialmente, em condições de sequeiro. Hemerly (1981) ressalta que em
condições de elevada disponibilidade hídrica a mamoneira privilegia o
crescimento vegetativo, podendo ocorrer atraso na floração e frutificação. Estes
resultados também estão condizentes com informações de Koutroubas et al.,
(2000) que obtiveram maior altura de inserção do racemo primário em condições
A ltu r a d e in s e r ç ã o d o 1 º c a c h o (c m )
de elevado suprimento hídrico em comparação com o cultivo de sequeiro.
85
80
75
70
65
y = -8 ,6 5 5 + 0 ,2 1 2 x - 0 ,0 0 0 1 2 x2
R 2 = 0 ,9 5
60
5 4 1 ,1
6 4 9 ,7
8 0 1 ,8
9 3 4 ,8
L â m in a s d e á g u a (m m )
Figura 4.14. Altura de inserção do primeiro cacho da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes lâminas de água. Barbalha CE, 2006.
4.3.5. Comprimento do primeiro (CCACHO1) e segundo cacho (CCACHO2).
De acordo com os resumos das análises das variâncias para os dados
coletados,
verificou-se
que
os
tratamentos
adotados
influenciaram
significativamente as variáveis comprimento do primeiro cacho - CCACHO1 (p≤
0,01), e comprimento do segundo cacho - CCACHO2 (p≤ 0,01) (Tabela 4.17).
90
Como as diferentes quantidades de água ou lâminas referem-se a um fator
quantitativo, realizou-se a análise de regressão e obteve-se a equação que
melhor representa estas variàveis. Os valores de quadrados médios para a
análise de regressão encontram-se na (Tabela 4.18). De acordo com a equação
de regressão o modelo que melhor ajustou os dados para comprimento do
primeiro cacho - CCACHO1 (p≤ 0,01), e comprimento do segundo cacho CCACHO2 (p≤ 0,05) foi o polinomial quadrático (Figura 4.15 e 4.16). Os maiores
comprimentos para o primeiro e segundo cachos foram de 40,52 e 22,39cm,
C o m p r im e n to d o 1 º c a c h o (c m )
respectivamente, encontrados para a lâmina padrão de 649,7mm.
45
40
35
30
y = -1 4 ,3 9 9 + 0 ,1 5 6 x - 0 ,0 0 0 1 1 x 2
R 2 = 0 ,8 5
25
20
5 4 1 ,1
6 4 9 ,7
8 0 1 ,8
9 3 4 ,8
L â m in a s d e á g u a (m m )
Figura 4.15. Comprimento do primeiro cacho da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de água. Barbalha – CE,
2006.
91
C om pr im e nto do 2 º c a c ho (c m )
25
20
15
y = 1 4 ,4 9 2 + 0 ,0 3 1 x - 0 ,0 0 0 0 3 3 x 2
R 2 = 0 .8 2 6 6
10
5 4 1 ,1
6 4 9 ,7
8 0 1 ,8
9 3 4 ,8
Lâ m ina s de á gua (m m )
Figura 16. Comprimento do segundo cacho da mamoneira precoce aos 125 DAE,
em função da aplicação de diferentes quantidades de água. Barbalha CE, 2006.
4.3.6. Número de cachos por planta (CPP) e peso de 100 sementes
Pelos resumos das análises das variâncias para os dados coletados,
verificou-se que os tratamentos adotados influenciaram significativamente as
variáveis número de cachos por planta (p≤ 0,01), número de frutos no primeiro
cacho (NFC1) (p≤ 0,01) e número de frutos no segundo cacho (NFC2) (Tabela
4.19). Pelos quadrados médios, ainda se observa que as diferentes quantidades
de água aplicadas não influenciaram peso de 100 sementes ao nível de 5% de
probabilidade. Os valores de quadrados médios para a análise de regressão
encontram-se na (Tabela 4.20). Como as diferentes quantidades de água ou
lâminas referem-se a um tratamento quantitativo, realizou-se a análise de
regressão e obteve-se a equação que melhor representa o número de cachos por
planta (Figura 4,17), o número de frutos no primeiro cacho (NFC1) (Figura 4.18) e
o número de frutos no segundo cacho (NFC2) (Figura 4.19) da mamoneira
precoce irrigada cultivar BRS Energia, em função das lâminas de água aplicadas
de 541,1; 649,7; 801,8 e 934,8. O maior número de cachos encontrado foi de 3,42
(649,7); o maior número médio de frutos encontrados no primeiro cacho foi de
92
55,25 e de 19,75 no segundo cacho. O peso de 100 sementes variou de 34,33 a
36,00g (Tabela 4.19).
Tabela 4.19. Resumos das análises das variâncias para número de cachos por
planta (CPP), número de frutos no primeiro cacho (NFC1) e número de frutos no
segundo cacho (NFC2) e peso de 100 sementes. Barbalha - 2006.
Quadrados Médios
Fontes de Variação
GL
CPP
NFC1
NFC2
P100S
Tratamentos
3
3,864**
665,715**
125,902**
3,687ns
Bloco
5
0,656ns
12,847ns
1,275ns
0,871ns
Resíduo
15
0,334
15,680
7,669
2,129
21,41
9,34
18,62
4,17
CV (%)
Médias observadas
Lâmina
(Und)
(Und)
(Und)
(g)
541.1
3,00
43,00
16,17
35,20
649.7
3,42
55,25
19,75
34,40
801.8
2,83
41,92
14,83
34,33
934.8
1.55
29.47
8.75
36,00
(**) significativo a 1%, (ns) não significativo, pelo teste F.
Tabela 4.20. Valores de quadrado médio da análise de regressão para número de
cachos por planta, número de frutos no primeiro cacho (NFC1) e número de frutos
no segundo cacho (NFC2) e peso de 100 sementes. Barbalha – CE, 2006.
Quadrados Médios
Fontes de Variação
Lâminas
GL
3
CPP
NFC1
NFC2
3,864**
665,715 **
125,9
Linear
1
7,735**
985,333 **
240,958 **
Quadrática
1
3,824**
780,248 **
119,62 **
Cúbica
1
0,035ns
231,564 **
17,132 ns
5
0,656ns
12,847 ns
1,28
15
0,34
15,68
18,62
Bloco
Resíduo
ns
(**) significativo a 1%, ( ) não significativo, pelo teste F.
93
4,00
Nº de cachos por planta
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
y = -7,205 +0,032x - 0,000024x2 R2 = 0,99
1,00
541,1
649,7
801,8
934,8
Lâminas de água (mm)
Figura 4.17. Número de cachos por planta da mamoneira precoce aos 125 DAE,
em função da aplicação de diferentes quantidades de água. Barbalha CE, 2006.
4.3.7. Número de frutos no primeiro e segundo cachos
N º de frutos no 1º cacho
60,0
50,0
40,0
30,0
y = -107,429 + 0,469x - 0,00035x2 R 2 = 0,88
20,0
541,1
649,7
801,8
934,8
Lâm inas de água (m m )
Figura 4.18. Número de frutos no primeiro cacho da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes lâminas. Barbalha CE, 2006.
94
N º de frutos no 2º cacho
25
20
15
10
5
y = -40,561 + 0,179x - 0,00013x2
R 2 = 0,95
0
541,1
649,7
801,8
934,8
Lâm inas de água (m m )
Figura 4.19. Número de frutos no segundo cacho da mamoneira precoce aos 125
DAE, em função da aplicação de diferentes quantidades de água. Barbalha CE,
2006.
4.3.8. Crescimento e desenvolvimento da mamoneira, cultivar BRS Energia
a) Altura de plantas
A análise de crescimento é um método descritivo das condições
morfofisiológicas e estuda a dinâmica da produção fotossintética (MAGALHÃES,
1979), podendo ser utilizada para avaliar a eficiência fisiológica da cultura, uma
vez que 90% da matéria seca acumulada pelas plantas ao longo de seu
crescimento, resultam da atividade fotossintética (BENINCASA, 1988).
As plantas submetidas a deficit hídrico tiveram um crescimento em altura
menor no final do ciclo em relação as plantas dos demais tratamentos (Figura
4.20), enquanto a lâmina padrão resultou em plantas com maiores alturas médias
(Tabela 4.21). Observar que a lâmina máxima promoveu um crescimento superior
às demais até os 60 dias depois houve uma tendência e estabilizar o crescimento
(Figura 4.20). Tabela 4.22, encontram-se as equações de regressão ajustada e
coeficientes de determinação.
95
Tabela 4.21. Altura média de plantas (cm) da mamoneira, cultivar BRS Energia,
submetida a diferentes lâminas de irrigação
Lâminas
Época de amostragem (DAE)
(mm)
20
40
60
80
100
541,1
24,69
63,58
93,50
103,75
111,50
649,7
25,35
73,92
112,58
125,67
131,87
801,8
24,98
75,42
115,21
117,67
121,42
934,8
24,72
83,50
116,83
120,29
119,04
140
541.1
120
649.7
801.8
Altura (cm)
100
934.8
80
60
40
20
0
20
40
60
80
100
Tempo (dias)
Figura 4.20. Curvas ajustadas de altura média de plantas, da mamoneira cultivar
BRS Energia, submetida a diferentes lâminas de irrigação. Barbalha, CE, 2006.
96
Tabela 4.22. Equações de regressão ajustada e coeficientes de determinação da
altura média de plantas da mamoneira submetida a diferentes lâminas de
irrigação. Barbalha, CE, 2006.
Lâmina
Equação de Regressão
Coeficiente de
Determinação (R2)
Aplicada (mm)
T1 = 541,1
Y 
111,2
1  EXP 2, 6017  0, 0755 X 
0,99
T2 = 649,7
Y
131,6
1  EXP 2, 43340, 0892 X 
0,99
T3 = 801,8
Y
121,4
1  EXP 3, 02790, 0789 X 
0,99
T3 = 934,8
Y
120,6
1  EXP 3, 02790, 0789 X 
0,99
b) Diâmetro caulinar
Os valores médios de diâmetro caulinar, obtidos a cada 20 dias, para os
tratamentos estudados, podem ser observados na Tabela 4.23. Pela figura 4.21,
podemos observar que em todos os tratamentos houve uma tendência de
estabilização no diâmetro do caule das plantas, provavelmente por estas estarem
submetidas a uma competição intraespecífica maior devido ao adensamento.
Tabela 4.24, encontram-se as equações de regressão ajustada e coeficientes de
determinação.
Tabela 4.23. Diâmetro caulinar médio (cm) da mamoneira, cultivar BRS Energia,
submetida a diferentes lâminas de irrigação.
Época de amostragem (DAE)
Lâminas
20
40
60
80
100
541,1
9,91
16,75
18,42
18,62
19,81
649,7
9,04
17,07
18,59
18,66
19,67
801,8
9,81
18,48
20,52
20,34
20,82
934,8
9,79
19,31
20,11
20,27
20,48
(mm)
97
25
541.1
649.7
Diâmetro caulinar (cm)
20
801.8
934.8
15
10
5
0
20
40
60
80
100
Tempo (dias)
Figura 4.21. Curvas ajustadas do diâmetro caulinar de plantas, da mamoneira
cultivar BRS Energia, submetida a diferentes lâminas de irrigação. Barbalha, CE,
2006.
Tabela 4.24. Equações de regressão ajustada e coeficientes de determinação do
diâmetro de caulinar de plantas da mamoneira submetida a diferentes lâminas de
irrigação. Barbalha, CE, 2006.
Lâmina
Equação de Regressão
Determinação (R2)
Aplicada (mm)
T1 = 541,1
Y
19,2
1  EXP
T2 = 649,7
Coeficiente de
Y
1  EXP
0,99
 1, 7032  0 , 0890 x 


X



19,1
0,99
 2 , 2932  0 , 0892 X 
T3 = 801,8
Y
20,6
1  EXP 3, 02790, 0789 X 
0,99
T3 = 934,8
Y
20,3
0,99
1  EXP
98
3, 0279  0 , 0789 X 
4.4. ANÁLISE ECONÔMICA
Para obtenção da análise física e econômica da produção, foram coletadas
as informações de quantidade e custo dos insumos, custo da mão-de-obra e de
serviços de preparo do solo, conforme a metodologia adaptada de QUEIROZ et
al. (1996). Os resultados dos custos obtidos no experimento são apresentados na
Tabela 4.25., e as informações foram obtidas do experimento de 2005.
Tabela 4.25. Custo por hectare e variação percentual do custo de produção da cultivar de
mamoneira precoce BRS Energia submetido a diferentes lâminas de água de Irrigação.
Barbalha, CE, 2005.
Lâmina de
Custos de produção (R$)
Insumos
Mão-de-obra
Total
Água (mm)
Preparo do
T1 = 403,19
Solo
195,00
741,05
900,00
1836,05
T2 = 512,74
195,00
786,88
930,00
1911,08
T3 = 562,36
195,00
807,62
948,00
1950,02
T4= 627,59
195,00
834,95
966,00
1995,95
T5= 679,94
195,00
856,92
978,00
2029,92
(R$.ha-1)
Variação Percentual
T1 = 403,19
10,62
40,36
49,02
100,00
T2 = 512,74
10,20
41,16
48,64
100,00
T3 = 562,36
10,00
41,40
48,60
100,00
T4= 627,59
9,77
41,83
48,40
100,00
T5= 679,94
9,60
42,21
48,20
100,00
O custo dos insumos foi crescente em função da lâmina de água e isto
ocorreu em virtude da maior aplicação de água ter acarretado um maior tempo de
funcionamento da eletrobomba, conseqüentemente, um maior consumo de
energia. Verificou-se uma variação percentual crescente, tendo o tratamento que
recebeu a maior lâmina de irrigação (679,94 mm) apresentado o maior percentual
de custo dos insumos (42,21%) em relação aos outros quatro tratamentos.
Avaliando-se a participação percentual do custo mão-de-obra nos cinco
tratamentos, observa-se que, proporcionalmente, o custo da mão-de-obra foi o
que apresentou a maior concentração de custos em todos os tratamentos e o
incremento ocorreu também em função do aumento da lâmina de irrigação. Os
99
resultados econômicos dos diferentes sistemas de produção podem ser
observados na Tabela 4.26.
Tabela 4.26. Dados relativos aos custos independentes do tratamento (CITi), custos
dependentes do tratamento (CDTi), custo total (CTi), produção obtida (PDi), renda bruta
(RBi) e renda líquida (RLi), relação benefício/custo (RBC), e taxa marginal de retorno
(TMR) da mamoneira, cultivar BRS Energia, submetido a diferentes lâminas de irrigação.
Barbalha, CE, 2005.
403,19
Lâmina de água aplicada (mm)
512,74
562,36
627,59
1203,61
1203,61
1203,61
632,43
708,27
747,01
CTi – Custos totais (R$.ha-1)
1836,05
1911,88
1950,62
PDi – Produção (kg.ha-1)
2705,00
2930,00
3009,00
3178,00
3361,00
RBi – Renda Bruta (R$.ha-1)
2028,75
2197,50
2256,75
2383,50
2520,75
192,70
285,62
306,13
387,55
1,10
1,15
1,16
1,19
1,24
1,23
0,53
1,80
3,04
Variáveis
CITi – Custos independente
do tratamento (R$.ha-1)
CDTi – Custos dependente
do tratamento (R$.ha-1)
RLi
–
Renda
792,33
1995,95
1203,61
826,30
2029,91
Líquida
(R$.ha-1)
Relação
1203,61
679,94
490,83
Benefício/Custo
(RBC)
Taxa Marginal de Retorno
(TMR)
Para a obtenção dos dados da Tabela 4.26, foram utilizados preços de
Dezembo/2007. Como pode ser visualizado nesta tabela, para todas as variáveis
estudadas, obteve-se um incremento na resposta econômica à medida que
aplicou uma maior lâmina de irrigação. O custo de produção variou de R$
1836,05 por hectare, para a aplicação da lâmina de 403,19mm a R$ 2029,91 por
hectare para a aplicação da lâmina de 679,94mm. Seguindo a mesma tendência,
a produção foi maior à medida que se aumentou a lâmina de irrigação, com uma
produtividade de 3361,00 kg.ha-1, para o tratamento com a maior lâmina de
irrigação. Com o preço da mamona em baga estabelecido em R$ 0,75 por
Kilograma, obteve-se uma renda bruta de R$ 2028,75; R$ 2197,50; R$ 2256,75;
R$ 2383,50 e 2520,75 para os tratamentos T1, T2, T3, T4 e T5, respectivamente.
100
Observando-se os resultados obtidos para todas as variáveis estudadas,
com exceção do custo independente do tratamento que foi idêntico para todos os
tratamentos, obteve-se um incremento linear em função da lâmina de água
aplicada, o que demonstra que os sistemas de produção apresentaram uma
resposta econômica satisfatória.
Visando estabelecer a eficiência econômica dos tratamentos testados,
utilizou-se a relação benefício/custo, e a taxa marginal de retorno. Vários autores
(BARBOSA FILHO & SILVA, 1994; ALENCAR et al., 2004) têm utilizado a relação
benefício/custo para demonstrar a eficiência econômica em trabalhos de pesquisa
agrícola. Para a relação benefício/custo, que se traduz pela razão entre os
benefícios auferidos pelos tratamentos testados em função dos custos totais
observados em cada sistema de produção estudado (Tabela 4.26) obtiveram-se
como resultados 1,10; 1,15; 1,16; 1,19 e 1,24; para os tratamentos 1, 2, 3, 4 e 5,
respectivamente. Pode-se observar, portanto, que, do ponto de vista econômico,
o incremento na lâmina de água aplicada acarretou uma maior resposta
econômica da mamoneira, cultivar BRS Energia. Observa-se, ainda que, para
cada real aplicado, houve um lucro líquido de R$ 0,10 para a lâmina de
403,19mm; R$ 0,15 para a lâmina de 512,74mm; 0,16 para a lâmina de
562,36mm; 0,19 para a lâmina de 627,59mm e 0,24 para a lâmina de 679,94mm,
o que evidencia um melhor retorno econômico para o tratamento em que se
utilizou a maior lâmina de irrigação.
De modo análogo à relação benefício/custo, a taxa marginal de retorno que
consiste na relação entre a diferença de renda líquida auferida entre dois
tratamentos pela diferença observada entre os custos dependentes dos dois
tratamentos, tem sido utilizada para avaliar a resposta econômica de culturas
(OLIVEIRA & CAMPOS, 1997; CIMMYT, 2007). A taxa marginal de retorno, obtida
neste trabalho foi de 1,23 entre o tratamento 2, que recebeu uma lâmina de
irrigação de 512,74mm, em relação ao tratamento 1, que recebeu uma lâmina de
403,19mm (Tabela 4.26), indicando que, para cada real investido no custo de
água mais custo de colheita, houve uma resposta positiva de R$ 0,23, mostrando
que há vantagem
econômica em aplicar a lâmina do tratamento 2, quando
comparada com o tratamento 1. Quando se comparou a taxa marginal de retorno
do tratamento 5 (679,94mm) em relação ao tratamento 4 (627,59mm), obteve-se
um valor de 3,04, do que se pode inferir que, para cada real investido no custo de
101
água mais o custo de colheita, houve um
retorno econômico de R$ 3,04,
caracterizando, assim, a maior eficiência econômica desta lâmina.
102
5. CONCLUSÕES
1. A reposição da água consumida estimada pelo método do balanço de
energia com base na razão de Bowen suprem adequadamante as
necessidades hídricas da mamoneira quando cultivada sob condições de
adensamento.
2. Para cultivares de ciclo curto, lâminas de água aplicada em excesso
promove uma maior altura de inserção do primeiro cacho, mas não resulta
em maior altura de plantas aos 100 dias, além de resultar em baixos
rendimentos, o que comprova que o excesso hídrico é prejudicial à cultura
nas fases finais do ciclo.
3. As lâminas de água que foram aplicadas com deficit ou com excesso não
influenciam nas percentagens de óleo das sementes ou no componente da
produção peso de 100 sementes.
4. O rendimento da cultura da mamona declina sensivelmente na condição de
excesso hídrico quando esta é cultivada em solos argilosos e de difícil
drenagem.
5. Quando irrigada adequadamente até 100 dias e adensada na configuração
de 0.37 x 0.60cm, a planta da mamoneira emite 3.5 cachos, no entanto a
planta por apresentar crescimento indeterminado, continua emitindo e até
formando
cachos
de
terceira
ordem
enquanto
amadurecem
os
secundários, o que a torna interessante para cultivo de sequeiro.
6. Plantas de mamoneira adensada na configuração de 0.37 x 0.60 cm e
submetidas a deficits e excessos hídricos não diferem em diâmetro de
caule e estabilizam o crescimento em diâmetro aos 60 dias, motivado pela
grande competição intraespecífica;
7. Em condições de deficiência hídrica, a mamoneira responde bem com alta
eficiência de uso de água;
103
8. A reposição da água consumida pela mamoneira cultivar BRS Energia
permite uma maior resposta econômica comparando-se a lâminas com
menores quantidades de água.
Sugestões:
1. Estender o período de estudo de modo a atingir a até os racemos de
terceira ordem, já que estes já encontram em desenvolvimento quando a
irrigação é suspensa aos 100 dias e estes não foram colhidos;
2. Suspender a irrigação antes dos 100 dias e avaliar o comportamento da
planta, já que esta pode reduzir o ciclo e não investir em cachos que se
tornarão inviáveis. Em ambos os casos considerar que a planta da
momoneira possui hábito de crescimento indeterminado e que responde
bem ao suprimento de água no solo para externar esta característica.
104
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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